使用 `future` 进行并行化时速度增益不佳

如何解决使用 `future` 进行并行化时速度增益不佳

我发现在 future 中使用 furrr（和 R）包进行并行化的速度增益并不令人满意。尤其是速度提升并不接近线性。我的机器有 4 个工人，所以我认为当我指定的工人数量不大于我机器中可用的内核数量时，速度增益应该是线性的。然而，事实并非如此。

以下是说明问题的示例，其中我绘制了 10^7 个随机数 500 次。

library(future)
library(furrr)

# Parameters
n <- 1e7
m <- 500

# Compute the mean
rmean <- function(x,n) {
  rand.vec <- runif(n)
  rand.mean <- mean(rand.vec)
  return(rand.mean)
}

# Record the time used to compute the mean of n numbers for m times
rtime <- function(m,n) {
  t1 <- Sys.time()
  temp <- future_map(.x = 1:m,.f = rmean,n = n,.options = furrr::furrr_options(seed = TRUE))
  t2 <- Sys.time()
  # Print the time used
  print(t2 - t1)
  return(temp)
}

# Print the time used for different number of workers 
plan(multisession,workers = 1)
set.seed(1)
x <- rtime(m,n)
# Time difference of 2.503885 mins

plan(multisession,workers = 2)
set.seed(1)
x <- rtime(m,n)
# Time difference of 1.341357 mins

plan(multisession,workers = 3)
set.seed(1)
x <- rtime(m,n)
# Time difference of 57.25641 secs

plan(multisession,workers = 4)
set.seed(1)
x <- rtime(m,n)
# Time difference of 47.31929 secs

在上面的例子中，我得到的速度增益是：

• 2 个工人 1.87 倍
• 3 名工人为 2.62 倍
• 4 名工人 3.17 倍

上面例子中的速度增益不是接近线性的，尤其是当我使用 4 个工人时。我认为这可能是因为 plan 函数的开销时间。但是，如果我在设置工人数量后多次运行该程序，速度增益是相似的。如下图所示：

plan(multisession,n)
# Time difference of 58.07243 secs
set.seed(1)
x <- rtime(m,n)
# Time difference of 1.012799 mins
set.seed(1)
x <- rtime(m,n)
# Time difference of 57.96777 secs

我还尝试使用 future_lapply 包中的 future.apply 函数，而不是 future_map 包中的 furrr 函数。但是，它们的速度增益也相似。因此，如果您对这里发生的事情有任何建议，我将不胜感激。谢谢！