分享某Python下的mpi教程 —— A Python Introduction to Parallel Programming with MPI 1.0.2 documentation ( 续 #2 )
接前文:
分享某Python下的mpi教程 —— A Python Introduction to Parallel Programming with MPI 1.0.2 documentation
之
https://materials.jeremybejarano.com/MPIwithPython/collectiveCom.html
Collective Communication
Reduce(…) and Allreduce(…)
例子:
Reduce
import numpy
from mpi4py import MPI comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size() rankF = numpy.array(float(rank)) if rank == 0:
total = numpy.zeros(1)
else:
total = None comm.Reduce(rankF, total, op=MPI.MAX)
#comm.Reduce(rankF, total, op=MPI.SUM) if rank == 0:
print("total: ", total)
Allreduce
import numpy
from mpi4py import MPI comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size() rankF = numpy.array(float(rank)) total = numpy.zeros(1) comm.Allreduce(rankF, total, op=MPI.MAX) print("rank {} : total {} ".format(rank, total))
Scatter
# dotProductParallel_1.py
# "to run" syntax example: mpiexec -n 4 python26 dotProductParallel_1.py 40000
from mpi4py import MPI
import numpy
import sys comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size() # read from command line
# n = int(sys.argv[1]) #length of vectors
n = 10000 # arbitrary example vectors, generated to be evenly divided by the number of
# processes for convenience x = numpy.linspace(0, 100, n) if comm.rank == 0 else None
y = numpy.linspace(20, 300, n) if comm.rank == 0 else None # initialize as numpy arrays
dot = numpy.array([0.])
local_n = numpy.array([0], dtype=numpy.int32) # test for conformability
if rank == 0:
if n != y.size:
print("vector length mismatch")
comm.Abort() # currently, our program cannot handle sizes that are not evenly divided by
# the number of processors
if n % size != 0:
print("the number of processors must evenly divide n.")
comm.Abort() # length of each process's portion of the original vector
local_n = numpy.array([n / size], dtype=numpy.int32) # communicate local array size to all processes
comm.Bcast(local_n, root=0) # initialize as numpy arrays
local_x = numpy.zeros(local_n)
local_y = numpy.zeros(local_n) # divide up vectors
comm.Scatter(x, local_x, root=0)
comm.Scatter(y, local_y, root=0) # local computation of dot product
local_dot = numpy.array([numpy.dot(local_x, local_y)]) # sum the results of each
#comm.Reduce(local_dot, dot, op=MPI.SUM)
comm.Allreduce(local_dot, dot, op=MPI.SUM) print("The dot product is", dot[0], "computed in parallel") if rank == 0:
#print("The dot product is", dot[0], "computed in parallel")
print("and", numpy.dot(x, y), "computed serially")
Scatterv(…) and Gatherv(…)
# for correct performance, run unbuffered with 3 processes:
# mpiexec -n 3 python26 scratch.py -u
import numpy
from mpi4py import MPI
comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank() if rank == 0:
x_global = numpy.linspace(0,100,11)
else:
x_global = None if rank == 0:
x_local = numpy.zeros(1)
elif rank == 1:
x_local = numpy.zeros(1)
elif rank == 2:
x_local = numpy.zeros(9) if rank == 0:
print("Scatter") comm.Scatterv([x_global, (1,1,9), (0,1,2), MPI.DOUBLE], x_local)
print("process " + str(rank) + " has " + str(x_local)) comm.Barrier() if rank == 0:
print("Gather")
xGathered = numpy.zeros(11)
else:
xGathered = None comm.Gatherv(x_local, [xGathered, (1,1,9), (0,1,2), MPI.DOUBLE]) print("process " + str(rank) + " has " +str(xGathered))
该代码运行命令为:
mpiexec -np 3 python x.py
上个代码有个地方容易被忽视那就是 函数 comm.Scatterv 其实是非堵塞的,也就是说如果rank==0进程在执行该语句后不进行同步操作:comm.Barrier
那么rank==0进程会继续向下执行而不会等待rank==1,rank==2进程完全接收数据到各自的变量 x_local 中。
给出修改的代码:
# for correct performance, run unbuffered with 3 processes:
# mpiexec -n 3 python26 scratch.py -u
import numpy
from mpi4py import MPI
comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank() if rank == 0:
x_global = numpy.linspace(0,100,11)
else:
x_global = None if rank == 0:
x_local = numpy.zeros(1)
elif rank == 1:
x_local = numpy.zeros(1)
elif rank == 2:
x_local = numpy.zeros(9) if rank == 0:
print("Scatter") if rank != 0:
import time
time.sleep(10) comm.Scatterv([x_global, (1,1,9), (0,1,2), MPI.DOUBLE], x_local)
print("process " + str(rank) + " has " + str(x_local)) #comm.Barrier() if rank == 0:
print("Gather")
xGathered = numpy.zeros(11)
else:
xGathered = None comm.Gatherv(x_local, [xGathered, (1,1,9), (0,1,2), MPI.DOUBLE]) print("process " + str(rank) + " has " +str(xGathered))
该代码执行后会先打印结果:
Scatter
process 0 has [0.]
Gather
然后进入堵塞大致10秒时间,由此可以看到不进行 comm.Barrier 操作的 comm.Scatterv 是非堵塞的,rank==0没有等待其他进程完全接收数据便向下执行了,但是从运行结果上我们可以看到收集操作 comm.Gatherv 是堵塞的,也正因此rank==0进程会在此处进入堵塞10秒的状态。
由于上面的代码后续运行中有堵塞操作了,因此没有 comm.Barrier 操作也不会有问题,不过对于MPI中的非堵塞操作还是进行同步操作 comm.Barrier 操作以防万一的安全一些。
该代码运行命令同样也为:
mpiexec -np 3 python x.py
==================================================
上面的代码其实是把进程数量硬编码进入代码里面了,如果运行不是 -np 3 而是其他数值则会报错,而这种编码方式是不妥的,因此不把进程数硬编码进去同时也能实现很好的计算负载是需要的。给出自己的工作:
实现计算负载均衡的代码:
# for correct performance, run unbuffered with 3 processes:
# mpiexec -n 3 python26 scratch.py -u
import numpy
from mpi4py import MPI comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size() n = 10000
if rank == 0:
x_global = numpy.linspace(0,100,n)
else:
x_global = None n_local = numpy.zeros(size, dtype=numpy.int32)
n_local[:] = n // size
if n%size != 0:
n_local[-(n%size):] += 1 begin_local = numpy.zeros(size)
for i in range(1, size):
begin_local[i] = begin_local[i-1] + n_local[i-1] x_local = numpy.zeros(n_local[rank]) #if rank != 0:
# import time
# time.sleep(5)
if rank == 0:
print("Scatter") comm.Scatterv([x_global, n_local, begin_local, MPI.DOUBLE], x_local)
print("process " + str(rank) + " has " + str(x_local[:5])) comm.Barrier() if rank == 0:
print("Gather")
xGathered = numpy.zeros(n)
else:
xGathered = None comm.Gatherv(x_local, [xGathered, n_local, begin_local, MPI.DOUBLE]) print("process " + str(rank) + " has " +str(xGathered))
运行命令:
mpiexec -np 23 python x.py
可以看到改进后的代码没有把总共运行的进程数硬编码到代码中,而是可以根据实际需要对任意数值下的总进程数实现计算负载均衡。改进代码根据总的运行进程数将计算服务均衡的划分给所有计算进程。
================================================
以上代码运行命令如无特殊说明则为:
mpiexec -np 8 python x.py
分享某Python下的mpi教程 —— A Python Introduction to Parallel Programming with MPI 1.0.2 documentation ( 续 #2 )的更多相关文章
- Python学习入门基础教程(learning Python)--5.6 Python读文件操作高级
前文5.2节和5.4节分别就Python下读文件操作做了基础性讲述和提升性介绍,但是仍有些问题,比如在5.4节里涉及到一个多次读文件的问题,实际上我们还没有完全阐述完毕,下面这个图片的问题在哪呢? 问 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--5.1 Python下文件处理基本过程
Python下的文件读写操作过程和其他高级语言如C语言的操作过程基本一致,都要经历以下几个基本过程. 1. 打开文件 首先是要打开文件,打开文件的主要目的是为了建立程序和文件之间的联系.按程序访问文件 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--5.2 Python读文件基础
上节简单的说明了一下Pyhon下的文件读写基本流程,从本节开始,我们做几个小例子来具体展示一下Python下的文件操作,本节主要是详细讲述Python的文件读操作. 下面举一个例子,例子的功能是读取当 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--5 Python文件处理
本节主要讨论Python下的文件操作技术. 首先,要明白为何要学习或者说关系文件操作这件事?其实道理很简单,Python程序运行时,数据是存放在RAM里的,当Python程序运行结束后数据从RAM被清 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--5.3 Python写文件基础
前边我们学习了一下Python下如何读取一个文件的基本操作,学会了read和readline两个函数,本节我们学习一下Python下写文件的基本操作方法. 这里仍然是举例来说明如何写文件.例子的功能是 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--3.1Python的if分支语句
本节研究一下if分支语句. if分支语句是Python下逻辑条件控制语句,用于条件执行某些语句的控制操作,当if后的条件conditon满足时,if其下的语句块被执行,但当if的控制条件condito ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--6.3 Python的list切片高级
上节"6.2 Python的list访问索引和切片"主要学习了Python下的List的访问技术:索引和切片的基础知识,这节将就List的索引index和切片Slice知识点做进一 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--6.4 Python的list与函数
list是python下的一种数据类型,他和其他类型如整形.浮点型.字符串等数据类型一样也可作为函数的型参和实参来使用! 1.list作为参数 list数据类型可以作为函数的参数传递给函数取做相应的处 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--5.7 Python文件数据记录存储与处理
本节主要讨论Python下如何通过文件操作实现对数据记录集的存储与处理的操作方法. 在Python里和其他高级语言一样可以通过文件读写将一些记录集写入文件或者通过文件读操作从文件里读取一条或多条和数据 ...
- Python学习入门基础教程(learning Python)--2.3.3Python函数型参详解
本节讨论Python下函数型参的预设值问题. Python在设计函数时,可以给型参预设缺省值,当用户调用函数时可以不输入实参.如果用户不想使用缺省预设值则需要给型参一一赋值,可以给某些型参赋值或不按型 ...
随机推荐
- [DP] DP优化总结
写在前面 $ DP $,是每个信息学竞赛选手所必会的算法,而 $ DP $ 中状态的转移又显得尤为关键.本文主要从状态的设计和转移入手,利用各种方法对朴素 $ DP $ 的时间复杂度和空间复杂度进行优 ...
- sqlyog 工具 查看 历史记录
sqlyog 工具 查看 历史记录 可以查看当前客户端的执行脚本的情况
- Prime Solutions
Prime Solutions 以下是一段中学时代的惨痛回忆-每当学到排列组合的单元时,最痛苦的不是分析题目,也不是带错公式或计算错误,而是所谓的「苦工题」,以下这题是个例子:给定正整数N与S,求出方 ...
- httpx的使用
urllib和requests库已经可以爬取大多数网站的数据,但对于一些强制使用HTTP/2.0协议访问,这时urllib和requests是无法爬取数据的,因为只支持HTTP/1.1,不支持HTTP ...
- 【Playwright+Python】系列教程(二)手把手带你写一个脚本
一.如何使用代理方式打开网页 在 playwright.chromium.launch() 中传入 proxy 参数即可,示例代码如下: 1.同步写法: from playwright.sync_ap ...
- Linux 提权-Docker 容器
本文通过 Google 翻译 Docker Breakout – Linux Privilege Escalation 这篇文章所产生,本人仅是对机器翻译中部分表达别扭的字词进行了校正及个别注释补充. ...
- 攻防世界——Misc新手练习区解题总结<4>(11、12题)
第十一题ext3: 方法一:挂载 需要工具:kali虚拟机 下载附件后得到一个linux的系统光盘,我们用kali挂载一下 mount 123 /mnt//123为要挂载的文件名 寻找flag.txt ...
- 【Python】Pandas操作Excel
一:Pandas操作Excel 1.1: 创建/读取excel文件 读取excel pd.read_excel(filepath) 读取指定标题行 pd.read_excel(filepath,hea ...
- 关于Precision,Recall,ROC曲线,KS,Lift等模型评价指标的介绍
1.Precision, Recall 准确率 \(Accuracy = \frac{TP+TN}{TP+TN+FP+FN}\) 精确率(或命中率) \(Precision = \frac{TP}{T ...
- PLSQL 无法查询带中文的WHERE条件
今天遇到一个坑爹的问题,plsql无法查询带where条件的语句,是因为plsql中Oracle的客户端字符集和服务器上的不一样造成的,需要新增系统环境变量,特意记录下解决办法. 第一步:查询服务器上 ...