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Come può essere implementato Parfor in Python per l'elaborazione parallela?

Python non ha un "parfor" incorporato come Matlab. Gli equivalenti più vicini prevedono l'uso di librerie multiprocessing per raggiungere il comportamento parallelo `per loop. L'approccio migliore dipende dalla natura del tuo compito:

1. `multiprocessing.pool` per attività legate alla CPU:

Questo è adatto quando le iterazioni del loop sono indipendenti e intensive computazionalmente (legate alla CPU). È efficiente per la distribuzione di lavori su più core della CPU.

`` `Python

Import Multiprocessing

def my_function (i):

"" "La funzione da eseguire in parallelo." ""

# Il tuo codice qui ...

risultato =i * 2 # esempio

risultato di ritorno

Se __Name__ =='__main__':

con multiprocessing.pool (processi =multiprocessing.cpu_count ()) come pool:

Risultati =pool.map (my_function, intervallo (10)) # intervallo (10) è il tuo 'per' gamma di loop

Stampa (risultati) # output:[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

`` `

`multiprocessing.pool.map` applica` my_function` per ogni elemento in `intervallo (10)` in parallelo. `multiprocessing.cpu_count ()` determina il numero ottimale di processi. Regola questo in base al sistema e al numero di core disponibili. Ricorda `if __name__ =='__main __':` Block è cruciale per la corretta multiprocesso su Windows.

2. `concurrent.futures.processpoolexecutor` (più flessibile):

Ciò offre più controllo e flessibilità di `multiprocessing.pool`, in particolare se hai bisogno di più controllo a grana fine o gestione degli errori.

`` `Python

Importazione Concurrent.Futures

def my_function (i):

# Il tuo codice qui ...

risultato =i * 2

Restituzione I, risultato #restituzione dell'indice originale e il risultato è utile per tenere traccia

Se __Name__ =='__main__':

con concurrent.futures.processpoolexecutor () come esecutore:

Risultati =Executor.Map (my_function, intervallo (10))

Per io, risultati in risultati:

print (f "input:{i}, output:{risultato}")

`` `

`Executor.map` è simile a` pool.map`, ma consente di aumentare e gestire le eccezioni. Puoi anche usare `Executor.submit` per un controllo più asincrono.

3. `joblib` per sintassi più semplice (spesso più veloce):

`Joblib` semplifica l'elaborazione parallela, specialmente per gli array numpy. Spesso funziona meglio del "multiprocessing" per operazioni numeriche specifiche.

`` `Python

da joblib import parallele, ritardato

def my_function (i):

# Il tuo codice qui ...

risultato =i * 2

risultato di ritorno

Se __Name__ =='__main__':

Risultati =parallele (n_jobs =multiprocessing.cpu_count ()) (ritardato (my_function) (i) per i nell'intervallo (10))

Stampa (risultati)

`` `

`Joblib` Gestisce automaticamente la distribuzione delle attività e l'aggregazione dei risultati. `N_JOBS` specifica il numero di processi paralleli.

Considerazioni importanti:

* Overhead: L'elaborazione parallela introduce le spese generali dalla creazione e comunicazione del processo. Per compiti molto piccoli, le spese generali potrebbero superare i benefici.

* Condivisione dei dati: Evitare di condividere dati mutabili direttamente tra i processi; Invece, passa copie o usa i meccanismi di comunicazione tra process (code, tubi) se necessario.

* Dipendenze: Assicurati che le tue funzioni e le loro dipendenze siano adeguatamente confezionate e disponibili per ogni processo di lavoratore.

* Attività legate a I/O: Se il tuo loop prevede operazioni di I/O significative (ad es. Richieste di rete, letture dei file), l'uso di `multiprocessing` potrebbe non fornire accelerazioni significative. Considera invece `asyncio` o` threading` (sebbene `threading` sia limitato dal blocco dell'interprete globale (GIL) in cpython).

Scegli l'approccio che si adatta meglio alle tue esigenze e alle caratteristiche del tuo compito. Per casi semplici, `Joblib` fornisce spesso la soluzione più semplice ed efficiente. Per scenari più complessi con operazioni asincroni o controllo a grana fine, `concomitante.futures` è più potente. Ricorda di profilare sempre il tuo codice per determinare i guadagni delle prestazioni effettivi.

 

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