function - MATLAB 上的并行编程可同时执行 3 个不同的函数

Question

我正在编写一个分子动力学代码，需要使用 3 个函数(即 Compute2BodyForce、Compute3BodyForce 和 ComputeOtherForce)计算 3 种不同类型的力。由于这些函数是相互独立的，并且我想在 3 个不同的内核上分别计算每个函数，因此正确的方法如下:

funList = {@Compute2BodyForce,@Compute3BodyForce,@ComputeOtherForce};

dataList = {data1,data2,data3}; %# or pass file names 

parfor i=1:length(funList)

    %# call the function

    funList{i}(dataList{i});

end

其次，如何将结果合并起来，即得到TotalForce = 2BodyForce + 3BodyForce + OtherForce？

Answer 1

你走在正确的道路上。但是，据我所知，您不能在 parfor 中使用匿名函数(如果我错了或者这仅在早期版本中是正确的，我深表歉意)。此外，您还需要一行来打开 matlab 池并通知工作节点您打算在并行部分中使用什么。这就是我开始解决这个问题的方法:

fileDep = {'Compute2BodyForce',...
'Compute3BodyForce',...
'ComputeOtherForce'};     

num_procs = 3;

matlabpool('open','Mycluster',num_procs,'FileDependencies',fileDep);

parfor iter = 1:3

% iter is passed to the functions so the functions can return NaNs when we don't want computation done
   body_2_dummy{iter} = Compute2BodyForce(data,iter); %assuming data is a variable here, maybe a struct that gets parsed inside the functions

   body_3_dummy{iter} = Compute3BodyForce(data,iter);

   other_dummy{iter} = ComputeOtherForce(data,iter);

end

% resolve and sum up here

total_force = body_2_dummy{1} + body_3_dummy{2} + other_dummy{3};

请注意，除了 body_2_dummy{1}、body_3_dummy{2} 和 other_dummy{3} 之外，这些函数的值应返回 NaN。这解决了 Matlab 中令人沮丧的事情。大多数语言的典型编码方式如下:

parfor iter = 1:3
   if iter == 1
      body_2_dummy = Compute2Body(data);
   end
% more ifs for the other forces
end

在这里，我们有责任确保 body_2_dummy 具有明确的值。但在 Matlab 中，这个责任落在解释器身上，并且它不允许这样做，因为它认为 body_2_dummy 取决于执行顺序。

我希望这能让您走上正确的道路。如果有任何其他问题，请随时回来。

此外，作为一般建议，优化函数并尝试降低其成本通常比并行化函数要容易得多。您是否花时间研究过 Matlab 分析器中的力函数？

--安德鲁

后续编辑:

匿名函数是当你做这样的事情时:

spam = @(x) x + 2;

spam(2)

   ans = 4

这里，spam是一个匿名函数。您可以通过传递函数句柄(@spam)将函数传递给另一个函数。

我使用并行计算工具箱的经验主要是与 Sbiotoolbox 结合使用。在此工具箱中，生物模型是对象，可以通过基于旧版本 Matlab 句柄图形的句柄引用进行传递。但问题是句柄与模型分离，并且发生了一系列相当令人困惑的错误。因此，在使用 Matlab 的并行功能时，我避免使用句柄进行所有引用。

然而，我必须承认，我还没有测试匿名函数是否可用，因为有一些关于本地与远程 Matlab 工作人员的进一步细节可以给出严格的答案。目前我无法轻松访问远程 Matlab 集群，因此必须将其放在项目列表中。

Matlab profiler 是 Matlab 附带的工具。它允许您放入一个函数并测量每行代码所花费的时间，以便您可以突出显示是否需要重构代码以加快速度。它特别擅长查找错误，例如数组在循环中改变大小，这些错误会消耗 Matlab 的性能。

我鼓励您在 Matlab 帮助中搜索“profiler”。该文档非常好，并且比我放在这里的任何内容都完整得多。

祝你好运。