Pythonのマルチプロセスとマルチスレッド

投稿者: utsubo 投稿日: 2017-06-06 in python

マルチスレッドとマルチプロセス

マルチスレッドとマルチプロセスは似ているようで違います。マルチプロセス間の実行中の値は、各プロセス間で別になっていますが、マルチスレッドの場合には変数を共用するのでちょっと注意が必要です。

実行環境

cray xc40
python 2.7.13

マルチプロセス

ここを参考に

03_multi.py


#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# http://qiita.com/yubais/items/5a9d91fe03fe715b21d0

import multiprocessing as mp
import sys

L = 40000

proc=int(sys.argv[1])

# 各プロセスが実行する計算
def subcalc(queue, p):
    subtotal = 0

    # iの範囲を設定
    ini = L * p / proc
    fin = L * (p+1) / proc

    for i in range(ini, fin):
        for j in range(L):
            subtotal += i * j
    # キューにデータを送る
    queue.put(subtotal)

# キューを作成
queue = mp.Queue()

# 8個のプロセスを用意
ps=[]
for i in range(proc):
  ps.append(mp.Process(target=subcalc, args=(queue, i)))

# すべてを開始
for p in ps:
    p.start()

# キューから結果を回収
total = 0
for i in range(proc):
    total += queue.get()   # キューに値が無い場合は、値が入るまで待機になる

print(total)

36プロセス

03_multi_36.sh

実行スクリプト


#!/bin/sh
#PBS -N 03_multi_36
#PBS -j oe
#PBS -l select=1:ncpus=36
#PBS -l place=scatter
#PBS -q SINGLE


if [ "${PBS_O_WORKDIR}" != "" ];then
  cd ${PBS_O_WORKDIR}
fi
export OMP_NUM_THREADS=36

. ~/.bashrc

APRUN="aprun -n 1 -d $OMP_NUM_THREADS"

date
$APRUN python 03_multi.py 36
date

結果

2017年  6月  6日 火曜日 09:33:12 JST
639968000400000000
2017年  6月  6日 火曜日 09:33:17 JST

１プロセス

03_multi_1.sh

#!/bin/sh
#PBS -N 03_multi_1
#PBS -j oe
#PBS -l select=1:ncpus=1
#PBS -l place=scatter
#PBS -q SINGLE


if [ "${PBS_O_WORKDIR}" != "" ];then
  cd ${PBS_O_WORKDIR}
fi
export OMP_NUM_THREADS=1

. ~/.bashrc

APRUN="aprun -n 1 -d $OMP_NUM_THREADS"

date
$APRUN python 03_multi.py 1
date

結果

2017年  5月 31日 水曜日 10:44:19 JST
639968000400000000
2017年  5月 31日 水曜日 10:45:35 JST

かなり速度が違います

マルチスレッド

ここを参考

03_multi.py


#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# http://qiita.com/yubais/items/5a9d91fe03fe715b21d0
# http://kaworu.jpn.org/python/Pythonのマルチスレッドプログラミング
import threading
import sys
#http://ja.pymotw.com/2/Queue/
import Queue
L = 40000

proc=int(sys.argv[1])

# 各プロセスが実行する計算
def subcalc(queue, p):
    subtotal = 0

    # iの範囲を設定
    ini = L * p / proc
    fin = L * (p+1) / proc

    for i in range(ini, fin):
        for j in range(L):
            subtotal += i * j
    # キューにデータを送る
    queue.put(subtotal)

# キューを作成
queue = Queue.Queue()

# 8個のプロセスを用意
ps=[]
for i in range(proc):
  ps.append(threading.Thread(target=subcalc, args=(queue, i)))

# すべてを開始
for p in ps:
    p.start()
    p.join()

# キューから結果を回収
total = 0
for i in range(proc):
    total += queue.get()   # キューに値が無い場合は、値が入るまで待機になる

print(total)

36プロセス

04_thread_36.sh

実行スクリプト


#!/bin/sh
#PBS -N 04_thread_36
#PBS -j oe
#PBS -l select=1:ncpus=36
#PBS -l place=scatter
#PBS -q SINGLE


if [ "${PBS_O_WORKDIR}" != "" ];then
  cd ${PBS_O_WORKDIR}
fi
export OMP_NUM_THREADS=36

. ~/.bashrc

APRUN="aprun -n 1 -d $OMP_NUM_THREADS"

date
$APRUN python 04_thread.py 36
date

結果

2017年  6月  6日 火曜日 09:39:57 JST
639968000400000000
2017年  6月  6日 火曜日 09:41:13 JST

1プロセス

04_thread_1.sh

実行スクリプト


#!/bin/sh
#PBS -N 04_thread_1
#PBS -j oe
#PBS -l select=1:ncpus=1
#PBS -l place=scatter
#PBS -q SINGLE


if [ "${PBS_O_WORKDIR}" != "" ];then
  cd ${PBS_O_WORKDIR}
fi
export OMP_NUM_THREADS=1

. ~/.bashrc

APRUN="aprun -n 1 -d $OMP_NUM_THREADS"

date
$APRUN python 04_thread.py 1
date

`結果`

017年  6月  6日 火曜日 09:39:57 JST
639968000400000000
2017年  6月  6日 火曜日 09:41:13 JST

python