haskell - 并行最大计算

Question

我有一系列问题想要并行评估。这些问题使用与此非常相似的简单表达式类型来表达:

-- Expressions are either a constant value or two expressions
-- combined using a certain operation
data Expr 
    = Const NumType
    | Binary BinOp Expr Expr

-- The possible operations
data BinOp = Add | Sub | Mul | Div
    deriving (Eq)

这些表达式是动态构建的，并且应该计算出某个可能有效或无效的结果。这表示为一个 monad，用于在遇到无效结果时停止计算。

data Result a
    = Val { val :: a }
    | Exc { exc :: String }

instance Monad Result where
    return = Val
    (Exc e) >>= _ = (Exc e)
    (Val v) >>= g = g v

为了确定每个已解决问题的值，我有两个相关函数:

eval :: Expr -> Result NumType
score :: Expr -> NumType

最后我有了解决函数，它将返回 [Expr] 。这导致我的主要功能目前如下所示:

main :: IO ()
main = do
    strAvailableNumbers <- getLine
    strTargetNumber <- getLine
    let numbers = parseList strAvailableNumbers 
        target = parseTargetNumber strTargetNumber in
            sequence $ map (print) $ 
                solveHeuristic1 (Problem target numbers) [Add] [Sub] ++
                solveHeuristic2 (Problem target numbers) 

    return ()

基本思想是我从标准输入读取数字列表和目标数字，然后在标准输出上打印表达式。

但是我有两个问题想要解决，但我不太确定它们之间的相关性:

• 这些启发式算法完全不了解彼此，因此不知道 score 是否有效。他们的解决方案的比例高于任何其他解决方案。我想向 map 函数引入某种状态，以仅打印新的 Expr如果它的分数更高，则 Expr之前打印过。

• 我想并行执行这些计算，并尝试使用 (parMap rseq) 来实现。而不是map ，使用 -threaded 进行编译选项并使用 +RTS -N2 运行它。结果是运行时间从 5 秒增加到 7 秒。虽然不是我所期望的time说明CPU利用率较高。我想我没有正确使用 parMap或者使用 ++ 做错事。那么我将如何并行运行一个独立函数列表，每个函数返回一个元素列表？

更新:创建了 gist with complete source code .

Answer 1

这里的问题是，使用 seq 评估 IO 操作几乎没有任何作用。所以你只是按顺序运行，开销稍多一些。

你可以折射事物，使它们再次纯净

main :: IO ()
main = do
    mapM_ (`seq` print "found it") -- make sure we're not 
                                   -- benchmarking printing stuff
          . concat
          . parMap rdeepseq (solve [1..10000000])
          $ [42, 42]

    return ()

并添加 NFData 实例以使用 rdeepseq 来全面评估事物

instance NFData BinOp -- Binop is just an enum, WHNF = NF

instance NFData Expr where
  rnf (Const a) = a `deepseq` ()
  rnf (Binary b e1 e2) = b `deepseq` e1 `deepseq` e2 `deepseq` ()

现在，如果我们运行它，我们会得到...一个 stackoverflow。我足够大地增加了我们搜索的大小，以便实际上使其花费足够长的时间来值得进行基准测试，现在将这两个结构完全加载到内存中将会破坏堆栈。将堆栈大小增加到不会破坏所有内容的程度，使我们使用 -N2 的运行速度比不使用时快 40%(3 秒与 5 秒)。我会考虑预期的结果。运行此程序时，我可以直观地看到 2 个核心短暂上升至 100%。

最终编译顺序

> ghc -O2 -threaded -rtsops bench.hs
> ./bench +RTS -K10000000 -N2