在同一台計算機上的兩個正在運行的fortran程序之間傳輸數據（實數和整數數組）的最佳方法是什么？

Question

我們目前正在使用文件I / O，但需要更好/更快的方法。 示例代碼將不勝感激。

Answer 1

通過使用文件進行傳輸，您已經在實現一種消息傳遞形式，因此，我認為這最適合此類程序。 現在，您可以自己編寫一些在可用時使用共享內存的東西，而在不使用時使用類似TCP / IP的東西-或者您可以使用已經做到這一點的庫，例如MPI（可以廣泛使用）可以利用共享內存如果您是在同一台計算機上運行，​​那么還可以擴展為讓您完全在不同的計算機上運行它們而無需更改代碼。

因此，作為一個簡單的示例，一個程序將數據發送到第二個然后等待數據返回，我們將有兩個程序如下： 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

為了清楚起見，這兩個程序必須達成共識的東西可能是它們都使用的模塊，此處為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 

（用於生成可執行文件的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

然后運行兩個程序，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.
$

如果您向我們提供有關兩個程序之間工作流程的更多信息，我們當然可以為您提供一個更相關的示例。

Answer 2

您是否正在使用二進制（未格式化）文件I / O？ 除非數據量很大，否則應該很快。

否則，您可以使用進程間通信，但是它將更加復雜。 您可能會在C中找到代碼，可以使用ISO C綁定從Fortran調用該代碼。