并行流水线

时间:2009-09-30 02:35:58

标签: f# parallel-processing pipeline

 (fileNameToCharStream "bigfile"
 |>> fuse [length;
           splitBy (fun x -> x = ' ' || x = '\n') removeEmpty |>> length;
           splitBy (fun x -> x = '\n') keepEmpty |>> length;
         ])
  (*fuse "fuses" the three functions to run concurrently*)
 |> run 2  (*forces to run in parallel on two threads*)
 |> (fun [num_chars; num_words; num_lines] -> 
       printfn "%d %d %d"
           num_chars num_words, num_lines))

我想以下列方式使这段代码工作: 将原始流分成正好在中间的两个;然后 对于每一半运行一个单独的计算 计算3件事:长度(即字符数), 字数,行数。 但是,我不想有问题 我错误地分裂了一个字。这必须是 已搞定。该文件应该只读一次。

我应该如何编程指定的功能和操作符|>>? 有可能吗?

1 个答案:

答案 0 :(得分:8)

看起来你的要求相当多。我将由你来决定字符串操作,但我将向你展示如何定义一个并行执行一系列操作的操作符。

第1步:撰写fuse功能

您的保险丝功能似乎使用多个功能映射单个输入,这很容易编写如下:

//val fuse : seq<('a -> 'b)> -> 'a -> 'b list
let fuse functionList input = [ for f in functionList -> f input]

请注意,所有映射函数都需要具有相同的类型。

步骤2:定义运算符以并行执行函数

标准并行映射函数可以写成如下:

//val pmap : ('a -> 'b) -> seq<'a> -> 'b array
let pmap f l =
    seq [for a in l -> async { return f a } ]
    |> Async.Parallel
    |> Async.RunSynchronously

据我所知,Async.Parallel将并行执行异步操作,其中在任何给定时间执行的并行任务数等于机器上的核心数(如果我错了,有人可以纠正我)。因此,在双核机器上,调用此函数时,我的机器上最多应运行2个线程。这是一件好事,因为我们不期望通过每个核心运行多个线程来实现任何加速(实际上额外的上下文切换可能会减慢速度)。

我们可以根据|>>pmap来定义运算符fuse

//val ( |>> ) : seq<'a> -> seq<('a -> 'b)> -> 'b list array
let (|>>) input functionList = pmap (fuse functionList) input

因此|>>运算符接受一堆输入并使用大量不同的输出映射它们。到目前为止,如果我们把所有这些放在一起,我们得到以下(在fsi中):

> let countOccurrences compareChar source =
    source |> Seq.sumBy(fun c -> if c = compareChar then 1 else 0)

let length (s : string) = s.Length

let testData = "Juliet is awesome|Someone should give her a medal".Split('|')
let testOutput =
    testData
    |>> [length; countOccurrences 'J'; countOccurrences 'o'];;

val countOccurrences : 'a -> seq<'a> -> int
val length : string -> int
val testData : string [] =
  [|"Juliet is awesome"; "Someone should give her a medal"|]
val testOutput : int list array = [|[17; 1; 1]; [31; 0; 3]|]

testOutput包含两个元素,两个元素都是并行计算的。

第3步:将元素聚合为单个输出

好的,现在我们的数组中的每个元素都有部分结果,我们希望将我们的部分结果合并为一个聚合。我假设数组中的每个元素都应该合并为相同的函数,因为输入中的每个元素都具有相同的数据类型。

这是我为这份工作写的一个非常难看的功能:

> let reduceMany f input =
    input
    |> Seq.reduce (fun acc x -> [for (a, b) in Seq.zip acc x -> f a b ]);;

val reduceMany : ('a -> 'a -> 'a) -> seq<'a list> -> 'a list

> reduceMany (+) testOutput;;
val it : int list = [48; 1; 4]

reduceMany接受n长度序列的序列,并返回n长度数组作为输出。如果你能想出一个更好的方法来编写这个函数,请成为我的客人:)

解码上面的输出:

  • 48 =我的两个输入字符串的长度之和。注意原始字符串是49个字符,但是将它拆分为“|”每个“|”吃一个字符。
  • 1 =我的输入中“J”的所有实例的总和
  • 4 ='O'的所有实例的总和。

第4步:将所有内容放在一起

let pmap f l =
    seq [for a in l -> async { return f a } ]
    |> Async.Parallel
    |> Async.RunSynchronously

let fuse functionList input = [ for f in functionList -> f input]

let (|>>) input functionList = pmap (fuse functionList) input

let reduceMany f input =
    input
    |> Seq.reduce (fun acc x -> [for (a, b) in Seq.zip acc x -> f a b ])

let countOccurrences compareChar source =
    source |> Seq.sumBy(fun c -> if c = compareChar then 1 else 0)

let length (s : string) = s.Length

let testData = "Juliet is awesome|Someone should give her a medal".Split('|')
let testOutput =
    testData
    |>> [length; countOccurrences 'J'; countOccurrences 'o']
    |> reduceMany (+)