具有锁的同步numpy 2D阵列计数器

Question

我想并行化一个在共享的numpy 2D数组上运行的方法。

我的原始应用程序是研究的一部分，非常复杂，但是，我创建了一个基本上复制问题的玩具示例。

有一家服装店出售不同大小和颜色的衣服。我将此商店的库存表示为2D矩阵，其中self.supply_arr[i][j]表示size i和color j的衣服的总可用性。我有多个客户试图从商店购买。商店不应该出售超过库存的衣服。下面，我展示了一个非平行的例子。

import numpy as np


class ClothStore(object):
    def __init__(self, num_customers):
        self.supply_arr = np.random.randint(5, size=(2,2))
        self.sold_arr = np.zeros((2,2), dtype=int)
        self.num_customers = num_customers

    def make_purchase(self, size, color):
        left = self.supply_arr[size][color] - self.sold_arr[size][color]
        if left > 0:
            self.sold_arr[size][color] += 1
            return True
        else:
            return False

    def run(self):
        for customer in xrange(self.num_customers):
            size = np.random.randint(2)
            color = np.random.randint(2)

            purchase = self.make_purchase(size, color)

            if purchase:
                print "Customer: {} made successful purchase".format(customer)

if __name__ == "__main__":
    store = ClothStore(100)
    store.run()

    print "Supply Arr: {}".format(store.supply_arr)
    print "Sold Arr: {}".format(store.sold_arr)

我试图使用run(self)并将pathos表示为self.supply_arr来并行化np.empty((2,2), dtype=object)方法，其中每个元素我初始化为multiprocessing.Value。但是，我无法让它发挥作用。任何帮助，将不胜感激。谢谢。

Answer 1

我设法用迂回的方式解决了我自己的问题。它不是最优雅的方式，但它有效。我真的很感激帮助使它更优雅。

import numpy as np
from pathos.multiprocessing import ProcessingPool as Pool
from multiprocess import Manager


class ClothStoreNew(object):
    def __init__(self, num_customers):
        self.supply_arr = np.random.randint(5, size=(2, 2))
        self.num_customers = num_customers

    def make_purchase(self, arg):
        sold_dict = arg[0]
        i = arg[1]

        size = self.demand[i][1]
        color = self.demand[i][2]
        sold = sold_dict.get((size, color), 0)
        if self.supply_arr[size][color] > sold:
            sold_dict[(size, color)] = sold + 1

    def run(self):
        m = Manager()
        sold_dict = m.dict()
        pool = Pool(processes=100)
        self.demand = []
        for customer in xrange(self.num_customers):
            size = np.random.randint(1)
            color = np.random.randint(1)
            self.demand.append([customer, size, color])

        pool.map(self.make_purchase, ([sold_dict, i] for i in xrange(self.num_customers)))
        pool.close()
        pool.join()
        return dict(sold_dict)


if __name__ == "__main__":
    store = ClothStoreNew(20)
    sold_dict = store.run()
    print "Supply Arr: {}".format(store.supply_arr)
    print "Sold Dict: {}".format(sold_dict)

如您所见，我使用manager.dict()进行同步。我想使用manager.list()，但似乎没有用。此外，使用Manager锁定每个更新的整个字典，理想的解决方案是一次锁定字典（或2D矩阵的每个单独的单元格）的每个单独的键，以便在其他单元格上操作的进程不会不得不等