R:大型数据集(48-512 GB RAM)上随机森林的堆栈溢出错误



我正在尝试在广泛的遗传数据集(662 x 35350)上进行R随机森林分析。除结果外的所有变量都是数字,其中 99% 是二进制 0/1。我非常熟悉 R randomForest(),但以前只处理过具有 5000-10000 个变量的数据集。下一个计划阶段的分析将在一个包含数百万个变量的超大数据集上,所以我有动力找到这个问题的解决方案。

我的理解是,R randomForest对变量的数量没有固有的限制,我知道我已经读过100,000s变量数的已发表作品。 当我尝试对整个数据集进行分析时(设置 ntree=100),我得到:"错误:保护():保护堆栈溢出"

无论数据集是数据帧(最初提供)还是当我将其转换为矩阵时,都是如此。当我将运行提交到集群进行并行处理时,我看到我的所有内核在执行代码后立即工作。我还看到,在任何时候,我的 RAM 使用量都不会接近机器的限制(48 GB)。在执行尝试期间,它最多会达到大约 16% 的 RAM。 (我在办公室的 512 GB RAM 机器上也遇到了同样的问题,它从未使用超过 5%)。

我已经尝试了几种在线找到的解决方案,包括以前的堆栈溢出帖子中的一个(增加(或减少)R 进程可用的内存)。我在 2009 年尝试了 BobbyShaftoe 提供的说明(在快捷方式选项卡的属性中添加 --max-mem-size=49000M 和 --max-vsize=49000M),但这阻止了 R 正确打开。我也尝试在命令行中运行这些命令,但生成的命令:"--max-ppsize"/'--max-vsize=5000M"未被识别为内部或外部命令、可操作程序或批处理文件。

我还阅读了这篇文章中提出的建议:如何提高随机森林的性能? 在我至少运行一次完整功能集之前,我无法减少功能的数量。(另外,我不确定问题本身是否为 RAM。

我在运行Revolution R 7(64位)的Windows 7上。我的内存限制设置为 49807 Mb,但我不确定 memory.limit 是否专门解决了允许的保护堆栈大小。

将数据集分解为较小的变量块(这确实解决了堆栈溢出问题)并不能解决分析问题。对于可能允许对完整数据集进行分析的 R 设置,是否有任何建议?

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# input DF
##########################################
object.size(inputDF) # 191083664 bytes (as matrix, size=189391088 bytes, not much smaller)
dim(inputDF) # 662 x 35350 
##########################################
#Load necessary packages into R's memory
##########################################
require(iterators)
require(foreach)
require(parallel)
require(doParallel)
require(randomForest)
###########################################
# Get the number of available logical cores
###########################################
cores <- detectCores()
cores #12
###########################################
# Print info on computer, OS, cores
###########################################
print(paste('Processor: ', Sys.getenv('PROCESSOR_IDENTIFIER')), sep='')
print(paste('OS: ', Sys.getenv('OS')), sep='')
print(paste('Cores: ', cores, sep=''))
###########################################################################
# Setup clusters via parallel/DoParallel
###########################################################################
cl.spec <- rep("localhost", 10)
cl <- makeCluster(cl.spec, type="SOCK")
registerDoParallel(cl, cores=10)
###########################################################################
# RUN RANDOM FOREST
###########################################################################
system.time(forestOUT<- randomForest(as.factor(Dx01) ~ .,
data=inputDF,
do.trace = 10, 
ntree=100,
mtry =  sqrt(ncol(inputDF)), 
nodesize = 0.1*nrow(inputDF),
importance=T, 
proximity=F,
replace=TRUE,
keep.forest=TRUE))
stopCluster(cl)

请参阅会话信息()

#Language: R
#OS: Windows 7
sessionInfo()
#R version 3.0.3 (2014-03-06)
#Platform: x86_64-w64-mingw32/x64 (64-bit)
#
#locale:
#[1] LC_COLLATE=English_Canada.1252  LC_CTYPE=English_Canada.1252    LC_MONETARY=English_Canada.1252 LC_NUMERIC=C                   
#[5] LC_TIME=English_Canada.1252    
#
#attached base packages:
 #[1] stats4    parallel  splines   grid      stats     graphics  grDevices utils     datasets  methods   base     
#
#other attached packages:
 #[1] QuantPsyc_1.5         boot_1.3-13           perturb_2.05          RCurl_1.95-4.5        bitops_1.0-6          car_2.0-22           
 #[7] reprtree_0.6          plotrix_3.5-10        rpart.plot_1.4-5      sqldf_0.4-7.1         RSQLite.extfuns_0.0.1 RSQLite_1.0.0        
#[13] gsubfn_0.6-6          proto_0.3-10          XML_3.98-1.1          RMySQL_0.9-3          DBI_0.3.1             mlbench_2.1-1        
#[19] polycor_0.7-8         sfsmisc_1.0-26        quantregForest_0.2-3  tree_1.0-35           maptree_1.4-7         cluster_1.15.3       
#[25] mice_2.22             VIM_4.0.0             colorspace_1.2-4      randomForest_4.6-10   ROCR_1.0-5            gplots_2.15.0        
#[31] caret_6.0-37          partykit_0.8-0        biomaRt_2.18.0        NCBI2R_1.4.6          snpStats_1.12.0       betareg_3.0-5        
#[37] arm_1.7-07            lme4_1.1-7            Rcpp_0.11.3           Matrix_1.1-4          nlme_3.1-118          mvtnorm_1.0-1        
#[43] taRifx_1.0.6          sos_1.3-8             brew_1.0-6            R.utils_1.34.0        R.oo_1.18.0           R.methodsS3_1.6.1    
#[49] rattle_3.3.0          jsonlite_0.9.13       httpuv_1.3.2          httr_0.5              gmodels_2.15.4.1      ggplot2_1.0.0        
#[55] JGR_1.7-16            iplots_1.1-7          JavaGD_0.6-1          party_1.0-18          modeltools_0.2-21     strucchange_1.5-0    
#[61] sandwich_2.3-2        zoo_1.7-11            pROC_1.7.3            e1071_1.6-4           psych_1.4.8.11        gtools_3.4.1         
#[67] functional_0.6        modeest_2.1           stringi_0.3-1         languageR_1.4.1       utility_1.3           data.table_1.9.4     
#[73] xlsx_0.5.7            xlsxjars_0.6.1        rJava_0.9-6           snow_0.3-13           doParallel_1.0.8      iterators_1.0.7      
#[79] foreach_1.4.2         reshape2_1.4          reshape_0.8.5         plyr_1.8.1            xtable_1.7-4          stringr_0.6.2        
#[85] foreign_0.8-61        Hmisc_3.14-6          Formula_1.1-2         survival_2.37-7       class_7.3-11          MASS_7.3-35          
#[91] nnet_7.3-8            Revobase_7.2.0        RevoMods_7.2.0        RevoScaleR_7.2.0      lattice_0.20-27       rpart_4.1-5          
#
#loaded via a namespace (and not attached):
 #[1] abind_1.4-0         acepack_1.3-3.3     BiocGenerics_0.8.0  BradleyTerry2_1.0-5 brglm_0.5-9         caTools_1.17.1      chron_2.3-45       
 #[8] coda_0.16-1         codetools_0.2-9     coin_1.0-24         DEoptimR_1.0-2      digest_0.6.4        flexmix_2.3-12      gdata_2.13.3       
#[15] glmnet_1.9-8        gtable_0.1.2        KernSmooth_2.23-13  latticeExtra_0.6-26 lmtest_0.9-33       minqa_1.2.4         munsell_0.4.2      
#[22] nloptr_1.0.4        pkgXMLBuilder_1.0   png_0.1-7           RColorBrewer_1.0-5  revoIpe_1.0         robustbase_0.92-2   scales_0.2.4       
#[29] sp_1.0-16           tcltk_3.0.3         tools_3.0.3         vcd_1.3-2   

为了恢复一个老问题,我遇到了同样的问题,以下解决方案对我有用(167 个观察结果,24000+ RNAseq 特征,包括数字基因表达数据和分类元数据)。我能够在计算群集和本地 16 GB Surface Pro 4 上运行代码。

想象一下big_df是由预测变量(例如 var1var2 ) 和响应变量 respvar 。我认为,正如这篇文章所建议的,罪魁祸首是基于公式的模型。当您在函数中分别提供预测变量和响应变量时,它将起作用。当我尝试在随机森林分析(rfImpute()函数)之前插补缺失值时,同样的解决方案也对我有用。

# This fails
rf <- randomForest(respvar ~ ., data=big_df)
# This works
rf <- randomForest(x = big_df[, colnames(big_df) != "respvar"],
                   y = big_df$respvar)

关于之前的答案:

# This fails
rf <- randomForest(respvar ~ ., data=big_df)
# This works
rf <- randomForest(x = big_df[, colnames(big_df) != "respvar"],
                   y = big_df$respvar)

在我这边它不起作用,我不得不写:

rf <- randomForest(x = big_df[, colnames(big_df) != "respvar"],
                       y = as.factor(big_df$respvar))

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