在上一篇中我们介绍了 mpi4py 中的共享文件指针 I/O 操作，下面我们将介绍 mpi4py 中 I/O 相关的 hints。
MPI 允许用户为 MPI 实现传递一些 hints。对 I/O 操作，这是通过一些 I/O 操作方法的 info 参数来进行传递的，这些方法包括 MPI.File.Open，MPI.File.Set_view，MPI.File.Set_info，MPI.File.Delete 等。默认情况下，这些方法的 info 参数都为 MPI.INFO_NULL，表示用户不传递任何 hints 给 MPI 实现。当需要传递一些 hints 时，可通过 MPI.Info 对象为文件指定一些如文件访问模式、文件系统相关的附加信息（即与 I/O 相关的 hints），并利用这些信息优化 I/O 访问性能，减少系统资源占用等。MPI 实现可以选择忽略某些或所有用户传递的 hints 而不会影响程序的正确性。需要注意的是，通过 MPI.Info 对象设置的 hints 的键和值都是字符串。
I/O 相关 hints 方法
MPI.File.Set_info(self, Info info)
通过 MPI.Info 对象向 MPI 实现传递 I/O 相关的 hints。
MPI.File.Get_info(self)
获取当前文件正在使用的 hints，返回值是一个 MPI.Info 对象。
MPI 预留的 I/O 相关 hints
下表列出了 MPI 预留的 I/O 相关的 hints，这些 hints 主要影响并行文件的访问模式，指导文件在 I/O 设备上的布局。
| 名称 | 类型 | 一致性 | 说明 |
|---|---|---|---|
| access_style | 逗号分隔的字符串 | 否 | 指出文件访问方式，可能的取值有：read_once，write-once，read_mostly，write_mostly，sequential，reverse_sequential，random |
| collective_buffering | 逻辑（true/false） | 是 | 指示应用程序是否可以使用集合缓冲机制，集合缓冲机制是由集合访问操作提供的优化措施。此机制下，可指定进程组内某个子集的进程独立访问文件。这些进程可利用缓冲区机制把小的磁盘访问组合起来，形成大的访问动作。集合缓冲访问机制还需其他 hints 配合，分别是：cb_block_size，cb_buffer_size，cb_nodes 等 |
| cb_block_size | 整数 | 是 | 指定集合缓冲机制使用的块大小，所有参与集合缓冲机制访问的目标节点（target nodes）都要以该值指定的块大小访问磁盘 |
| cb_buffer_size | 整数 | 是 | 用于集合缓冲机制的总缓冲区大小，通常为 cb_block_size 的整数倍 |
| cb_nodes | 整数 | 是 | 指定参与集合缓冲机制访问的目标节点数 |
| chunked | 逗号分隔的整数 | 是 | 指定访问包含多维数组文件的访问模式，通常为仅访问其中一个子数组。逗号隔开的列表给出数组维数，对 C 语言或 Fortran 语言，列表中的维数次序相反。C 语言中高维在前，低维在后；Fortran 中高维在后，低维在前 |
| chunked_item | 逗号分隔的整数 | 是 | 以字节为单位指定数组各维维数。指定子数组维数，高维在前，低维在后 |
| filename | 字符串 | 否 | 为打开文件指定名称。MPI.File.Open，MPI.File.Set_view，MPI.File.Set_info，MPI.File.Delete 等忽略此关键字 |
| file_perm | 字符串 | 是 | 创建文件时指定许可权限。仅当用于 MPI.File.Open 且其打开模式 amode 包含 MPI.MODE_CREATE 模式时，该关键字才起作用。具体合法值取决于 MPI 版本的定义 |
| io_node_list | 逗号分隔的字符串 | 是 | 指定用于存储文件的 I/O 设备列表。通常在创建文件时使用 |
| nb_proc | 整数 | 是 | 指定可访问文件的并行进程个数。主要用于创建文件时 |
| num_io_nodes | 整数 | 是 | 指定系统中 I/O 设备个数。主要用于创建文件时 |
| striping_factor | 整数 | 是 | 指定文件条块化时一个文件跨设备存储的 I/O 设备个数。仅在创建文件时使用 |
| striping_unit | 整数 | 是 | 文件条块化分割的单位，即在把文件从一个 I/O 设备切换到下一个 I/O 设备时的最大数据块容量。仅在创建文件时使用 |
不同的 MPI 实现可能还有额外的 hints，用户应该查阅其相关文档以了解其可用的 hints 及这些 hints 的作用。
例程
下面给出使用例程。
# io_hints.py
"""
Demonstrates how to pass I/O related hints to the implementation.
Run this with 4 processes like:
$ mpiexec -n 4 python io_hints.py
"""
import numpy as np
from mpi4py import MPI
comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
buf = np.full((5,), rank, dtype='i')
filename = 'temp.txt'
# create a MPI.Info object
info = MPI.Info.Create()
# set some MPI predefined hints
# number of I/O devices across which the file should be striped
info['striping_factor'] = '16'
# the striping unit in bytes
info['striping_unit'] = '1048576'
# buffer size for collective I/O
info['cb_buffer_size'] = '8388608'
# number of processes that should perform disk accesses during collective I/O
info['cb_nodes'] = '%d' % comm.size
# set some additional hints supported by ROMIO
# buffer size for data sieving in independent reads
info['ind_rd_buffer_size'] = '2097152'
# buffer size for data sieving in independent writes
info['ind_wr_buffer_size'] = '1048576'
# open the file for read and write, create it if it does not exist,
# and delete it on close, with the info object defined above
fh = MPI.File.Open(comm, filename, amode= MPI.MODE_CREATE | MPI.MODE_RDWR | MPI.MODE_DELETE_ON_CLOSE, info=info)
# free the info object
info.Free()
# get the currently used hints
info_used = fh.Get_info()
if rank == 0:
for k in info_used:
print '%s: %s' % (k, info_used[k])
# close the file
fh.Close()
运行结果如下：
$ mpiexec -n 4 python io_hints.py
cb_buffer_size: 8388608
romio_cb_read: automatic
romio_cb_write: automatic
cb_nodes: 1
romio_no_indep_rw: false
romio_cb_pfr: disable
romio_cb_fr_types: aar
romio_cb_fr_alignment: 1
romio_cb_ds_threshold: 0
romio_cb_alltoall: automatic
ind_rd_buffer_size: 2097152
ind_wr_buffer_size: 1048576
romio_ds_read: automatic
romio_ds_write: automatic
striping_unit: 1048576
cb_config_list: *:1
以上介绍了 mpi4py 中 I/O 相关的 hints，在下一篇中我们将介绍 mpi4py 中 I/O 操作的一致性语义。
