Являются ли общие данные только для чтения скопированы в разные процессы для многопроцессорности?

Кусок кода, который у меня есть, выглядит примерно так:

glbl_array = # a 3 Gb array

def my_func( args, def_param = glbl_array):
    #do stuff on args and def_param

if __name__ == '__main__':
  pool = Pool(processes=4)
  pool.map(my_func, range(1000))

Есть ли способ удостовериться (или поощрять), чтобы разные процессы не получали копию glbl_array, но делили ее. Если нет способа остановить копию, я перейду с memmapped массивом, но мои шаблоны доступа не очень регулярны, поэтому я ожидаю, что массивы memmapped будут медленнее. Выше было похоже на первое, что нужно попробовать. Это на Linux. Я просто хотел получить совет от Stackoverflow и не хочу раздражать системный администратор. Как вы думаете, это поможет, если второй параметр является подлинным неизменяемым объектом, например glbl_array.tostring().

Ответы

Ответ 1

Вы можете использовать материал разделяемой памяти из multiprocessing вместе с Numpy довольно легко:

import multiprocessing
import ctypes
import numpy as np

shared_array_base = multiprocessing.Array(ctypes.c_double, 10*10)
shared_array = np.ctypeslib.as_array(shared_array_base.get_obj())
shared_array = shared_array.reshape(10, 10)

#-- edited 2015-05-01: the assert check below checks the wrong thing
#   with recent versions of Numpy/multiprocessing. That no copy is made
#   is indicated by the fact that the program prints the output shown below.
## No copy was made
##assert shared_array.base.base is shared_array_base.get_obj()

# Parallel processing
def my_func(i, def_param=shared_array):
    shared_array[i,:] = i

if __name__ == '__main__':
    pool = multiprocessing.Pool(processes=4)
    pool.map(my_func, range(10))

    print shared_array

который печатает

[[ 0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.  0.]
 [ 1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.]
 [ 2.  2.  2.  2.  2.  2.  2.  2.  2.  2.]
 [ 3.  3.  3.  3.  3.  3.  3.  3.  3.  3.]
 [ 4.  4.  4.  4.  4.  4.  4.  4.  4.  4.]
 [ 5.  5.  5.  5.  5.  5.  5.  5.  5.  5.]
 [ 6.  6.  6.  6.  6.  6.  6.  6.  6.  6.]
 [ 7.  7.  7.  7.  7.  7.  7.  7.  7.  7.]
 [ 8.  8.  8.  8.  8.  8.  8.  8.  8.  8.]
 [ 9.  9.  9.  9.  9.  9.  9.  9.  9.  9.]]

Однако Linux имеет семантику copy-on-write на fork(), поэтому даже без использования multiprocessing.Array данные не будут скопированы, если они не записаны.

Ответ 2

Следующий код работает на Win7 и Mac (возможно, на Linux, но не протестирован).

import multiprocessing
import ctypes
import numpy as np

#-- edited 2015-05-01: the assert check below checks the wrong thing
#   with recent versions of Numpy/multiprocessing. That no copy is made
#   is indicated by the fact that the program prints the output shown below.
## No copy was made
##assert shared_array.base.base is shared_array_base.get_obj()

shared_array = None

def init(shared_array_base):
    global shared_array
    shared_array = np.ctypeslib.as_array(shared_array_base.get_obj())
    shared_array = shared_array.reshape(10, 10)

# Parallel processing
def my_func(i):
    shared_array[i, :] = i

if __name__ == '__main__':
    shared_array_base = multiprocessing.Array(ctypes.c_double, 10*10)

    pool = multiprocessing.Pool(processes=4, initializer=init, initargs=(shared_array_base,))
    pool.map(my_func, range(10))

    shared_array = np.ctypeslib.as_array(shared_array_base.get_obj())
    shared_array = shared_array.reshape(10, 10)
    print shared_array

Ответ 3

Для тех, кто застрял в Windows, который не поддерживает fork() (если не используется CygWin), ответ pv не работает. Глобалы не доступны для дочерних процессов.

Вместо этого вы должны передать разделяемую память во время инициализатора Pool/Process как таковой:

#! /usr/bin/python

import time

from multiprocessing import Process, Queue, Array

def f(q,a):
    m = q.get()
    print m
    print a[0], a[1], a[2]
    m = q.get()
    print m
    print a[0], a[1], a[2]

if __name__ == '__main__':
    a = Array('B', (1, 2, 3), lock=False)
    q = Queue()
    p = Process(target=f, args=(q,a))
    p.start()
    q.put([1, 2, 3])
    time.sleep(1)
    a[0:3] = (4, 5, 6)
    q.put([4, 5, 6])
    p.join()

(это не numpy и это не хороший код, но он иллюстрирует точку; -)

Ответ 4

Если вы ищете вариант, который эффективно работает в Windows и хорошо работает для нерегулярных шаблонов доступа, ветвления и других сценариев, где вам может потребоваться проанализировать разные матрицы на основе комбинации матрицы с общей памятью и процесса, локальные данные, набор инструментов mathDict в пакете ParallelRegression был разработан для обработки этой точной ситуации.