并行化MPI安装、构成与示例代码（Macbook与Linux示例）

brew install open-mpi

经过一段时间等待后，输入如下命令。若输出相关版本信息，则安装成功。

MPI代码基本结构如下所示：

#include
#include
int main(int argc, char* argv[])
{
	int rank, size;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
    “”“
    并行化代码
    ”“”
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

接下来我们逐一进行解析。

int main(int argc, char* argv)

在MPI程序中，需要向主函数传入int型变量argc与char*变量argv。这两个参数用于获取在使用命令行运行MPI程序时获取到进程数量参数n。

可以看到在上述的程序结构中，我们定义了两个整型变量rank和size。

int rank, size;

其中rank用作记录当前进程的进程号；size则为整个程序的进程数。

MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

这里我们使用MPI_Comm_rank和MPI_Comm_size分别获取当前进程号和总进程数量。
注意到我们传入的第一个标识(?)MPI_COMM_WORLD在mpi.h中代表当前程序的进程池，包含了当前程序的所有进程。

MPI_Init(&argc, &argv);

在程序开头部分，使用init函数来建立并行环境。这里传入命令行的数量参数以便获取准确唯一的并行环境。

MPI_Finalize();

在 并行化程序部分结束之后和主函数return前使用MPI_Finalize函数来终止并行化环境。

以下为程序示例：

// hello_mpi.cpp

#include
#include
int main(int argc, char* argv[])
{
	int rank, size;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
    printf("Process%d: hello!n", rank);
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

然后我们在shell窗口内使用命令行编译：

mpicxx hello_mpi.cpp -o hello_mpi

在编译完成后我们得到名为hello_mpi的可执行文件.
使用mpirun命令来并行化运行可执行文件：

mpirun -n 8 hello_mpi

注意这里使用 -n 参数来确定程序的并行化进程数（经过实验，Macbook M1只能设定n=8）。
运行结果如下：