我的印象是Haskell会同时运行类似下面的程序(每个a,b,c
组合将独立地推送到所有filter
。
main = print $
map (\(a,b,c) -> a * b * c) $
filter (\(a,b,c) -> a^2 + b^2 == c^2) $
filter (\(a,b,c) -> a + b + c == 1000) $
filter (\(a,b,c) -> a < b && b < c) $
[(a,b,c) | a <- [0..1000], b <- [0..1000], c <- [0..1000]]
但是当我运行该程序时,我可以看到我的机器上只有四个线程中的一个被使用。
为什么我的期望错了?
答案 0 :(得分:15)
这应该并行运行吗?
不,因为GHC默认不添加并行性(见下文)。此外,并行性不是一种方便的轨道加农炮,它可以解决任何类型的问题(见下文)。
为什么我的期望错了?
首先,使用runhaskell
与使用GHCi大致相同:它不使用优化,因为-O
与--interactive
冲突,它不会为您提供额外的RTS选项,你不能使用所有那些可以给你更多汁液的好的编译器标志。
但即使您使用线程运行时编译代码,您也不会得到更快的可执行文件:
$ ghc --make -O2 -rtsopts -with-rtsopts -N -threaded SO.hs $ .\SO +RTS -s [31875000] 2,863,269,440 bytes allocated in the heap 1,135,584 bytes copied during GC 100,016 bytes maximum residency (2 sample(s)) 31,152 bytes maximum slop 2 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation) Tot time (elapsed) Avg pause Max pause Gen 0 5471 colls, 5471 par 0.266s 0.283s 0.0001s 0.0126s Gen 1 2 colls, 1 par 0.000s 0.001s 0.0004s 0.0007s Parallel GC work balance: 0.00% (serial 0%, perfect 100%) TASKS: 4 (1 bound, 3 peak workers (3 total), using -N2) SPARKS: 0 (0 converted, 0 overflowed, 0 dud, 0 GC'd, 0 fizzled) INIT time 0.000s ( 0.001s elapsed) MUT time 20.328s ( 21.671s elapsed) <------- GC time 0.266s ( 0.284s elapsed) EXIT time 0.000s ( 0.000s elapsed) Total time 20.609s ( 21.956s elapsed) Alloc rate 140,852,608 bytes per MUT second Productivity 98.7% of total user, 92.7% of total elapsed
那是因为GHC不会自动添加并行性。虽然只需翻转一个开关就可以了,但如果做错了,并行性会导致相当高的开销。例如,如果f :: Int -> T
是一个复杂的函数,那么运行head $ filter p $ parallelMap f [1..100]
可能就好了。但是不再调用head $ filter p $ parallelMap f [1..]
了。毕竟,Haskell很懒惰。
现在您知道为什么Haskell中没有自动并行性,您可以做些什么来加速您的程序?首先,构建它:
triples :: [(Int, Int, Int)]
triples = filter pythagoras . filter smaller . filter sum1000 $ ts
where
pythagoras (a,b,c) = a ^ 2 + b ^ 2 == c ^ 2
sum1000 (a,b,c) = a + b + c == 1000
smaller (a,b,c) = a < b && b < c
ts = [(a,b,c) | a <- [0..1000], b <- [0..1000], c <- [0..1000]]
main :: IO ()
main = print $ map (\(a,b,c) -> a * b * c) $ triples
现在,这比以前的程序更容易阅读。嗯。您生成一个列表,然后应用三个过滤器。等一等。 sum1000
和smaller
似乎已关闭。对于任何给定范围,满足smaller
的三元组数通常相对较小,对于任何给定的a
和b
,只有一个 {{ 1}}满足c
!
我们可以将两个条件融合在一起,直接在sum1000
,a
和b
上获取以下条件:
c
永远不会超过a
,因为我们无法将332
拆分为1000 - 333
和b
,以便c
仍然成立({1}} smaller
)667 = 333 + 334
始终大于b
a
永远不会超过b
,否则就没有合适的(1000 - a) / 2
c
始终为c
,但1000 - a - b
和c
没有a = 0
。我们最终得到以下列表:
b = 500
您也可以删除过滤器,但不要忘记检查triples :: [(Int, Int, Int)]
triples = filter pythagoras . filter smaller . filter sum1000 $ ts
where
pythagoras (a,b,c) = a ^ 2 + b ^ 2 == c ^ 2
sum1000 (a,b,c) = a + b + c == 1000
smaller (a,b,c) = a < b && b < c
ts = [(a,b,c) | a <- [0..332]
, b <- [a+1 .. (1000 - a)`div` 2]
, let c = 1000 - a - b]
-- Old list for documentation
-- ts = [(a,b,c) | a <- [0..1000], b <- [0..1000], c <- [0..1000]]
。
这要快得多,因为我们现在使用 O(n²)方法而不是 O(n³)方法。 b < c
将在我的电脑上完成2秒后完成,如果我们实际编译它,我们最终会得到一个几乎立即完成的可执行文件:
$ ghc --make -O2 SO.hs $ ./SO +RTS -s [31875000] 104,960 bytes allocated in the heap 1,752 bytes copied during GC 42,664 bytes maximum residency (1 sample(s)) 18,776 bytes maximum slop 1 MB total memory in use (0 MB lost due to fragmentation) Tot time (elapsed) Avg pause Max pause Gen 0 0 colls, 0 par 0.000s 0.000s 0.0000s 0.0000s Gen 1 1 colls, 0 par 0.000s 0.000s 0.0005s 0.0005s INIT time 0.000s ( 0.001s elapsed) MUT time 0.000s ( 0.002s elapsed) <---------------- GC time 0.000s ( 0.000s elapsed) EXIT time 0.000s ( 0.001s elapsed) Total time 0.000s ( 0.003s elapsed) %GC time 0.0% (13.9% elapsed) Alloc rate 0 bytes per MUT second Productivity 100.0% of total user, 0.0% of total elapsed
将工作量减少到原来的大小,总是胜过太多并行工作。