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R语言常用两种并行方法之snowfall详解

R语言 2021-12-12

上一篇博客(R中两种常用并行方法之parallel)中已经介绍了R中常见的一种并行包:parallel,其有着简单便捷等优势,其实缺点也是非常明显,就是很不稳定。很多时候我们将大量的计算任务挂到服务器上进行运行时,更看重的是其稳定性。

这时就要介绍R中的另一个并行利器——snowfall,这也是在平时做模拟时用的最多的一种方法。

针对上篇中的简单例子

首先是一个最简单的并行的例子,这个例子不需要载入任何依赖库、函数、对象等。相对也比较简单:

library(snowfall)  # 载入snowfall包

# 并行初始化
sfInit(parallel = TRUE, cpus = detectCores() - 1)

# 进行lapply的并行操作 sfLapply(1:3, function(x) c(x, x ^ 2, x ^ 3))

# 结束并行,返还内存等资源
sfStop()

语法基本也比较好理解,代码中的注释也有进行说明。sfLapply()的操作是与lapply()相对应的。类似地,还有sfSapply()sfApply()等函数,其用法与apply组中的函数一致。

snowfall进阶

在实际操作时,我们进行的函数往往没有这么简单,往往还需要依赖一些其它的函数、变量、R包等,这时就不能用上述的方法简单的进行操作了。

下面给出一个具体实际的操作案例,来展示如何载入函数中依赖的对象等参数。

n <- 100
m <- 100

fun1 <- function(...) {
  ...
}

fun2 <- function(...) {
  ...
}

sfInit(parallel = TRUE, cpus = 10) #初始化

sfLibrary(MASS)     # 载入依赖R包MASS
sfLibrary(ggplot2)  # 载入依赖R包ggplot2

sfExport("n", "m")         # 载入依赖的对象
sfExport("fun1", "fun2")   # 载入依赖的函数

# 并行计算
result <- sfLapply(1:10000, myfun) 
# 注意:myfun是自己定义的函数,里面需要用到包MASS, ggplot2;变量m, n;函数fun1, fun2。

sfStop() # 结束并行

其实很简单,对于并行函数依赖的库,就是sfLibrary()进行载入,所以来的对象以及函数则使用sfExport()进行载入。

当函数或者对象非常多时,不方便一个一个单独输入,这时我们可将所有的对象与函数存到allfun.R文件夹中,然后再采用sfSource('allfun.R')将所有的对象与函数进行导入,方便快捷。

下面我们再来看看如何查看并行进度:

使用sfCat查看并行进度

这部分参考:How to output a message in snowfall?

我们只需在函数中添加sfCat()函数,即可查看并行进度,其示例代码如下所示:

sfInit(parallel = TRUE, cpus = 2, slaveOutfile = "test.txt")
sfLibrary(snowfall)

res <- sfLapply(1:100, function(x) {
  sfCat(paste("Iteration ", x), sep = "\n")
})

sfStop()

需要注意的是,在初始化并行中,我们多加了一串命令:slaveOutfile = "test.txt",这个表示其显示的进度会储存在test.txt文件中,其余部分基本没什么变化。

与Rcpp结合会遇到的问题

当我们进行模拟想要再次进行提速时,通常都会使用Rcpp将我们的R代码改成C++代码。平时在我们使用的时候,直接使用Rcpp::sourceCpp()就可以直接将我们的C++代码中的函数进行导入,然想要使用snowfall进行并行时则会遇到问题。

这里使用了两种方法来进行尝试:

使用sfSource('myCppfun.cpp')进行导入,会在导入的时候直接报错。

先使用Rcpp::sourceCpp('myCppfun.cpp')将函数读入变量空间,然后再使用sfExport("myCppfun")将函数。这样做在最后运行代码的时候会报错。

所以遇到这种问题,只能将我们的C++代码中的函数打包成一个包,然后直接在使用snowfall进行并行时,调取这个包来运行则不会报错。

关于如何制作自己的R包,可参考:RStudio制作包含Rcpp代码的R包。

以上就是R语言常用两种并行方法之snowfall详解的详细内容,更多关于R语言并行snowfall方法的资料请关注www.580doc.com其它相关文章!


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