Python：相同的工作负载分为 4 个内核，适用于多处理库，但在使用 mpi4py 时挂起

Question

我正在尝试使用 Python 了解有关多处理的更多信息。到目前为止，我已经使用了 multiprocessing 库和 mpi4py 库，试图解决一个非常简单的问题。添加大量数字。

我使用了以下逻辑，目标是将所有数字相加到 10^8，所以我将这个范围分成 4 个（我笔记本电脑的内核数）相等的范围，将负载分配给所有内核，然后将结果加到一个核心上。

这是我目前使用的两种不同方法。

使用多处理库：

import multiprocessing
from multiprocessing import Pool
from time import time

def sum_nums(low, high):
    result = 0
    for i in xrange(low, high+1):
        result += i
    return result

def sn((low,high)):
    return sum_nums(low, high) 

if __name__ == '__main__': 

    p = Pool(4)

    n = int(1e8)
    r = range(0,10**8+1,n)
    results = []

    t = time()
    for arg in zip([x+1 for x in r],r[1:]):
        results.append(p.apply_async(sum_nums, arg))

    # wait for results
    print sum(res.get() for res in results)
    print '{} s'.format(time() -t)

使用 mpi4py 库：

from mpi4py import MPI
import numpy as np
import time

comm = MPI.COMM_WORLD
size = comm.Get_size()
rank = comm.Get_rank()

if rank == 0:
    end = 10**9
    step = round((end+1)/size)
    limits = np.linspace(start=0, stop=end,num=size+1, 
endpoint=True, dtype=int)
    space = []
    for arg in zip([x+1 for x in limits],limits[1:]):
        space.append(arg)
else:
    space = None

data = comm.scatter(space, root=0)
start = time.time()
res = np.sum(np.arange(start=data[0], stop=data[1]+1))

timeDiff = time.time() - start
results = comm.gather(res, root=0)
totalTime = comm.gather(timeDiff, root=0)
if rank == 0:
    end = time.time()
    print(sum(results))
    print("Average computing time: {:.3f}s".format(sum(totalTime)/size))

问题是，虽然 mpi4py 库运行得更快，但尝试计算总和达到 10^7 需要将近 1 秒，而使用第一个代码则需要 4 秒。尝试求解时对于 10^8，第二个代码挂起，而第一个代码在大约 15 秒内给出结果。

为什么会这样？这是内存问题吗？我在第二个代码中完全错了吗？

第一个代码写在python 2.7.15，第二个代码写在python 3.6.7。

感谢您抽出宝贵时间阅读本文，欢迎任何答案！

Answer 1

我认为这是内存问题。我在 python 3.6.7 环境中尝试了第二个代码。当 end<=10^9 时，代码可以在我的电脑上运行。我的电脑需要超过 40GB 的内存，最终达到 10^10。

Python：相同的工作负载分为 4 个内核，适用于多处理库，但在使用 mpi4py 时挂起

Python: Same workload divided across 4 cores works with multiprocessing library but hangs when using mpi4py

python

multiprocessing

mpi