go - 利用并发向量化函数

coder 2023-07-02 原文

对于一个简单的神经网络，我想将一个函数应用于 gonum VecDense 的所有值。

Gonum 有一个用于密集矩阵的 Apply 方法，但没有用于向量，所以我手动执行此操作:

func sigmoid(z float64) float64 {                                           
    return 1.0 / (1.0 + math.Exp(-z))
}

func vSigmoid(zs *mat.VecDense) {
    for i := 0; i < zs.Len(); i++ {
        zs.SetVec(i, sigmoid(zs.AtVec(i)))
    }
}

这似乎是并发执行的明显目标，所以我尝试了

var wg sync.WaitGroup

func sigmoid(z float64) float64 {                                           
    wg.Done()
    return 1.0 / (1.0 + math.Exp(-z))
}

func vSigmoid(zs *mat.VecDense) {
    for i := 0; i < zs.Len(); i++ {
        wg.Add(1)
        go zs.SetVec(i, sigmoid(zs.AtVec(i)))
    }
    wg.Wait()
}

这行不通，也许并不出乎意料，因为 Sigmoid() 不以 wg.Done() 结尾，因为 return 语句(执行所有操作工作)紧随其后。

我的问题是:如何使用并发将函数应用于 gonum 向量的每个元素？

最佳答案

首先请注意，这种并发计算尝试假定 SetVec() 和 AtVec() 方法对于不同索引的并发使用是安全的。如果不是这种情况，尝试的解决方案本质上是不安全的，并可能导致数据竞争和未定义的行为。

wg.Done() 应该被调用来表示“worker”goroutine 完成了它的工作。但是只有 goroutine 完成它的工作。

在您的情况下，它不是(仅)在工作协程中运行的 sigmoid() 函数，而是 zs.SetVec()。因此，您应该在 zs.SetVec() 返回时调用 wg.Done()，而不是更早。

一种方法是在 SetVec() 方法的末尾添加一个 wg.Done()(它也可以是一个 defer wg. Done() 开头)，但是引入这种依赖是不可行的(SetVec() 不应该知道任何 WaitGroup 和 goroutines，这会严重限制它的可用性).

在这种情况下，最简单和最干净的方法是启动一个匿名函数(函数文字)作为工作协程，您可以在其中调用 zs.SetVec()，并且您可以在其中一旦上述函数返回，可以调用 wg.Defer()。

像这样:

for i := 0; i < zs.Len(); i++ {
    wg.Add(1)
    go func() {
        zs.SetVec(i, sigmoid(zs.AtVec(i)))
        wg.Done()
    }()
}
wg.Wait()

但是单独这样做不会起作用，因为函数字面量(闭包)指的是同时修改的循环变量，所以函数字面量应该使用它自己的副本，例如:

for i := 0; i < zs.Len(); i++ {
    wg.Add(1)
    go func(i int) {
        zs.SetVec(i, sigmoid(zs.AtVec(i)))
        wg.Done()
    }(i)
}
wg.Wait()

另请注意，goroutine(尽管可能是轻量级的)确实有开销。如果他们所做的工作是“小”的，那么开销可能会超过利用多核/多线程带来的性能提升，总体而言，你可能无法通过并发执行这些小任务来获得性能提升(见鬼，你甚至可能比不使用 goroutines 做得更糟) .测量。

此外，您正在使用 goroutine 来完成最少的工作，您可以通过在 goroutine 完成“微小”工作后不“丢弃”它们来提高性能，但您可以“重用”它们。查看相关问题:Is this an idiomatic worker thread pool in Go?

关于go - 利用并发向量化函数，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/50179290/

go 利用 code SetVec section concurrency goroutine gonum

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