在同一台计算机上的两个正在运行的fortran程序之间传输数据（实数和整数数组）的最佳方法是什么？

Question

我们目前正在使用文件I / O，但需要更好/更快的方法。 示例代码将不胜感激。

Answer 1

通过使用文件进行传输，您已经在实现一种消息传递形式，因此，我认为这最适合此类程序。 现在，您可以自己编写一些在可用时使用共享内存的东西，而在不使用时使用类似TCP / IP的东西-或者您可以使用已经做到这一点的库，例如MPI（可以广泛使用）可以利用共享内存如果您是在同一台计算机上运行，​​那么还可以扩展为让您完全在不同的计算机上运行它们而无需更改代码。

因此，作为一个简单的示例，一个程序将数据发送到第二个然后等待数据返回，我们将有两个程序如下： 第一.f90

program first

    use protocol
    use mpi
    implicit none
    real, dimension(n,m) :: inputdata
    real, dimension(n,m) :: processeddata
    integer :: rank, comsize, ierr, otherrank
    integer :: rstatus(MPI_STATUS_SIZE)


    call MPI_INIT(ierr)
    call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
    call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD, comsize, ierr)

    if (comsize /= 2) then 
        print *,'Error: this assumes n=2!'
        call MPI_ABORT(1,MPI_COMM_WORLD,ierr)
    endif

    !! 2 PEs; the other is 1 if we're 0, or 0 if we're 1.
    otherrank = comsize - (rank+1)

    inputdata = 1.
    inputdata = exp(sin(inputdata))

    print *, rank, ': first: finished computing; now sending to second.'
    call MPI_SEND(inputdata, n*m, MPI_REAL, otherrank, firsttag, &
                  MPI_COMM_WORLD, ierr)
    print *, rank, ': first: Now waiting for return data...'
    call MPI_RECV(processeddata, n*m, MPI_REAL, otherrank, backtag, &
                  MPI_COMM_WORLD, rstatus, ierr)
    print *, rank, ': first: recieved data from partner.'

    call MPI_FINALIZE(ierr)

end program first

和second.f90：

program second

    use protocol
    use mpi
    implicit none
    real, dimension(n,m) :: inputdata
    real, dimension(n,m) :: processeddata
    integer :: rank, comsize, ierr, otherrank
    integer :: rstatus(MPI_STATUS_SIZE)

    call MPI_INIT(ierr)
    call MPI_COMM_RANK(MPI_COMM_WORLD, rank, ierr)
    call MPI_COMM_SIZE(MPI_COMM_WORLD, comsize, ierr)

    if (comsize /= 2) then 
        print *,'Error: this assumes n=2!'
        call MPI_ABORT(1,MPI_COMM_WORLD,ierr)
    endif

    !! 2 PEs; the other is 1 if we're 0, or 0 if we're 1.
    otherrank = comsize - (rank+1)

    print *, rank, ': second: Waiting for initial data...'
    call MPI_RECV(inputdata, n*m, MPI_REAL, otherrank, firsttag, &
                  MPI_COMM_WORLD, rstatus, ierr)

    print *, rank, ': second: adding 1 and sending back.'
    processeddata = inputdata + 1 
    call MPI_SEND(processeddata, n*m, MPI_REAL, otherrank, backtag, &
                  MPI_COMM_WORLD, ierr)

    print *, rank, ': second: completed'

    call MPI_FINALIZE(ierr)

end program second

为了清楚起见，这两个程序必须达成共识的东西可能是它们都使用的模块，此处为protocol.f90：

module protocol
    !! shared information like tag ids, etc goes here

    integer, parameter :: firsttag = 1
    integer, parameter :: backtag  = 2

    !! size of problem
    integer, parameter :: n = 10, m = 20 
end module protocol 

（用于生成可执行文件的makefile如下：）

all: first second

FFLAGS=-g -Wall
F90=mpif90

%.mod: %.f90
        $(F90) -c $(FFLAGS) $^    

%.o: %.f90
        $(F90) -c $(FFLAGS) $^    

first: protocol.mod first.o
        $(F90) -o $@ first.o protocol.o

second: protocol.mod second.o
        $(F90) -o $@ second.o protocol.o

clean:
        rm -rf *.o *.mod

然后运行两个程序，如下所示：

$ mpiexec -n 1 ./first : -n 1 ./second
           1 : second: Waiting for initial data...
           0 : first: finished computing; now sending to second.
           0 : first: Now waiting for return data...
           1 : second: adding 1 and sending back.
           1 : second: completed
           0 : first: recieved data from partner.
$

如果您向我们提供有关两个程序之间工作流程的更多信息，我们当然可以为您提供一个更相关的示例。

Answer 2

您是否正在使用二进制（未格式化）文件I / O？ 除非数据量很大，否则应该很快。

否则，您可以使用进程间通信，但是它将更加复杂。 您可能会在C中找到代码，可以使用ISO C绑定从Fortran调用该代码。