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openmp并行编程_转载：多线程编程方法3OpenMPI框架

發布時間：2025/3/19 编程问答 37 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 openmp并行编程_转载：多线程编程方法3OpenMPI框架小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

介紹

OpenMPI官方link：https://www.open-mpi.org/

我們先來看下MPI和OpenMPI的關系：

MPI:英文全稱是Message Passing Interface，這個就很明了了，信息傳遞接口，是獨立于語言的通信協議(標準)，是一個庫。

OpenMPI：英文全稱是open Message Passing Interface。openMPI是MPI的一種實現，一種庫項目。

MPI是一種進程級的并行方式，它支持分布式存儲。不過需要程序員顯式分配數據，編程模型較為復雜。

關于OpenMPI在Linux下的安裝和配置，全網有豐富的教程，這里就不贅述了，這里先來看一個最簡單的hello world程序：

//hello.c
#include
#include "mpi.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
int rank, size, len;
char version[MPI_MAX_LIBRARY_VERSION_STRING];

MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
MPI_Get_library_version(version, &len);
printf("Hello, world, I am %d of %d, (%s, %d)\n",
rank, size, version, len);
MPI_Finalize();

return 0;
}

編譯hello world的C程序，mpicc hello.c -o test
或者編譯hello world的C++程序，mpicxx hello.c -o test
這樣生成名叫test的可執行程序，然后使用mpirun執行：mpirun -np 2 ./test
這里用np來指定使用幾個進程

以上程序打印輸出如下：

Hello, world, I am 0 of 1, (Open MPI v3.0.0, package: Open MPI root@kerie-PC Distribution, ident: 3.0.0, repo rev: v3.0.0, Sep 12, 2017, 108)

我們再來看一個矩陣乘的OpenMP并行實現：

//matrix_multiply.cpp

#include
#include
#include
#include
#pragma comment(lib,"mpi.lib")
#define n 1000
using namespace std;
int main(int argv, char *argc[])
{
int rank, p, a;
MPI_Init(&argv, &argc);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &p);
MPI_Status status;
if (p!=1)
a = n / (p - 1);
if (rank == 0)
{
int* A = new int[n*n];
int* B = new int[n*n];
int* C = new int[n*n];
// int * recptr = NULL;
for (int i = 0; i < n; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)// 時間是 O nn
{
A[i*n + j] = i + j; //A[i][j]
B[i*n + j] = 1; //B[i][j]
}
if (p == 1)
{
double tb, te;
tb = MPI_Wtime();
for (int i = 0; i < n; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)
{
C[i*n + j] = 0; //C[i][j]
for (int k = 0; k < n; k++)
{
C[i*n + j] = A[i*n + k] * B[k*n + j];
}

}
te = MPI_Wtime();
cout << "time is " << te - tb;// << "s" << endl;
}

if (p != 1)
{
double tb, te;

tb = MPI_Wtime();
for (int i = 0; i < p-1; i++){//給每個寄存器發送數組 A，B，C
MPI_Send(&A[0+0], n*n, MPI_INT, i+1, 1, MPI_COMM_WORLD);//每個發送 a行，a*n大小的數據
MPI_Send(&B[0+0], n*n, MPI_INT, i+1,2, MPI_COMM_WORLD);

}
for (int i =0; i < p-1; i++)
MPI_Recv(&C[i*a+0], a*n, MPI_INT, i+1,3, MPI_COMM_WORLD, &status);//每個接受 a行，a*n大小的數據

te = MPI_Wtime();
cout << "time is " << te - tb;// << "s" << endl;
}

delete[] A;
delete[] B;
delete[] C;
}

if (p != 1)
if (rank != 0){
int* A = new int[n*n];
int* B = new int[n*n];
int* C = new int[n*n];

MPI_Recv(&A[0+0], n*n, MPI_INT, 0, 1, MPI_COMM_WORLD, &status);//從A[0][0]和B[0][0]開始接受
MPI_Recv(&B[0+0], n*n, MPI_INT,0, 2, MPI_COMM_WORLD, &status);

for (int i =a*(rank-1); i < (a*(rank)); i++)//按照行間隔分，每個cpu計算自己的a行
for (int j = 0; j < n; j++)
{
C[i*n + j] = 0; //C[i][j]
for (int k = 0; k < n; k++)
{
C[i*n + j] = A[i*n + k] * B[k*n + j];
}
}
{//向rank=0發送自己的那a行C,大小是a*n
//int * sendptr = &(C[a*(rank - 1)+0]);
MPI_Send(&C[a*(rank - 1) + 0], a*n, MPI_INT, 0,3, MPI_COMM_WORLD);//起始地址是C[rank-1][0],大小是a*n
}
}
MPI_Finalize();
return 0;
}

源碼解析

MPI_Send函數用于發送一個消息到目標進程。通信域中的dest進程發送數據，數據存放在buf中，類型是datatype，個數是count，這個消息的標志是tag，用以和本進程向同一目的進程發送的其它消息區別開來。MPI_Recv函數用于從指定進程接收一個消息。它的含義是進程從comm域中source進程接收標簽號為tag的數據，并保存到buf中。接收緩沖區buf的大小不能小于發送過來的消息的長度。否則會由于數組越界導致程序出錯。MPI_Isend/MPI_Irecv是異步發送和接收的語句，顯然比MPI_Send/MPI_Recv這樣的阻塞語句更可能提高性能。另外，還可以避免循環死鎖。

安裝OpenMPI環境

1.下載安裝包

wget https://www.open-mpi.org/software/ompi/v1.10/downloads/openmpi-1.10.2.tar.gz

2.安裝依賴插件

sudo apt-get install libibnetdisc.dev

3.解壓縮下載包，至目錄/opt

cp openmpi-1.10.2.tar.gz /opt && cd /opt && tar -xvf openmpi-1.10.0.tar.gz

4.配置安裝文件

./configure --prefix="/home/$USER/.openmpi"

5.安裝openMPI

make && sudo make install

6.配置環境變量

export PATH="$PATH:/home/$USER/.openmpi/bin"
export LD_LIBRARY_PATH="$LD_LIBRARY_PATH:/home/$USER/.openmpi/lib/"

7.測試是否安裝成功

總結

以上是生活随笔為你收集整理的openmp并行编程_转载：多线程编程方法3OpenMPI框架的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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