python多处理.数组:巨大的临时内存开销



如果我使用python的多处理。数组来创建一个1G的共享数组,我发现python进程在调用多处理过程中使用了大约30G的内存。数组,然后减少内存使用量。我非常感谢任何帮助来弄清楚为什么会发生这种情况并解决它。

以下是在Linux上复制它的代码,内存由smem:监控

import multiprocessing
import ctypes
import numpy
import time
import subprocess
import sys
def get_smem(secs,by):
    for t in range(secs):
        print subprocess.check_output("smem")
        sys.stdout.flush()
        time.sleep(by)

def allocate_shared_array(n):
    data=multiprocessing.Array(ctypes.c_ubyte,range(n))
    print "finished allocating"
    sys.stdout.flush()

n=10**9
secs=30
by=5
p1=multiprocessing.Process(target=get_smem,args=(secs,by))
p2=multiprocessing.Process(target=allocate_shared_array,args=(n,))
p1.start()
p2.start()
print "pid of allocation process is",p2.pid
p1.join()
p2.join()
p1.terminate()
p2.terminate()

输出如下:

pid of allocation process is 2285
  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
 2116 ubuntu   top                                0      700      773     1044
 1442 ubuntu   -bash                              0     2020     2020     2024
 1751 ubuntu   -bash                              0     2492     2528     2700
 2284 ubuntu   python test.py                     0     1080     4566    11924
 2286 ubuntu   /usr/bin/python /usr/bin/sm        0     4688     5573     7152
 2276 ubuntu   python test.py                     0     4000     8163    16304
 2285 ubuntu   python test.py                     0   137948   141431   148700
  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
 2116 ubuntu   top                                0      700      773     1044
 1442 ubuntu   -bash                              0     2020     2020     2024
 1751 ubuntu   -bash                              0     2492     2528     2700
 2284 ubuntu   python test.py                     0     1188     4682    12052
 2287 ubuntu   /usr/bin/python /usr/bin/sm        0     4696     5560     7160
 2276 ubuntu   python test.py                     0     4016     8174    16304
 2285 ubuntu   python test.py                     0 13260064 13263536 13270752
  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
 2116 ubuntu   top                                0      700      773     1044
 1442 ubuntu   -bash                              0     2020     2020     2024
 1751 ubuntu   -bash                              0     2492     2528     2700
 2284 ubuntu   python test.py                     0     1188     4682    12052
 2288 ubuntu   /usr/bin/python /usr/bin/sm        0     4692     5556     7156
 2276 ubuntu   python test.py                     0     4016     8174    16304
 2285 ubuntu   python test.py                     0 21692488 21695960 21703176
  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
 2116 ubuntu   top                                0      700      773     1044
 1442 ubuntu   -bash                              0     2020     2020     2024
 1751 ubuntu   -bash                              0     2492     2528     2700
 2284 ubuntu   python test.py                     0     1188     4682    12052
 2289 ubuntu   /usr/bin/python /usr/bin/sm        0     4696     5560     7160
 2276 ubuntu   python test.py                     0     4016     8174    16304
 2285 ubuntu   python test.py                     0 30115144 30118616 30125832
  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
 2116 ubuntu   top                                0      700      771     1044
 1442 ubuntu   -bash                              0     2020     2020     2024
 1751 ubuntu   -bash                              0     2492     2527     2700
 2284 ubuntu   python test.py                     0     1192     4808    12052
 2290 ubuntu   /usr/bin/python /usr/bin/sm        0     4700     5481     7164
 2276 ubuntu   python test.py                     0     4092     8267    16304
 2285 ubuntu   python test.py                     0 31823696 31827043 31834136
  PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
 2116 ubuntu   top                                0      700      771     1044
 1442 ubuntu   -bash                              0     2020     2020     2024
 1751 ubuntu   -bash                              0     2492     2527     2700
 2284 ubuntu   python test.py                     0     1192     4808    12052
 2291 ubuntu   /usr/bin/python /usr/bin/sm        0     4700     5481     7164
 2276 ubuntu   python test.py                     0     4092     8267    16304
 2285 ubuntu   python test.py                     0 31823696 31827043 31834136
Process Process-2:
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/process.py", line 258, in _bootstrap
    self.run()
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/process.py", line 114, in run
    self._target(*self._args, **self._kwargs)
  File "test.py", line 17, in allocate_shared_array
    data=multiprocessing.Array(ctypes.c_ubyte,range(n))
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/__init__.py", line 260, in Array
    return Array(typecode_or_type, size_or_initializer, **kwds)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/sharedctypes.py", line 115, in Array
    obj = RawArray(typecode_or_type, size_or_initializer)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/sharedctypes.py", line 88, in RawArray
    result = _new_value(type_)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/sharedctypes.py", line 63, in _new_value
    wrapper = heap.BufferWrapper(size)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/heap.py", line 243, in __init__
    block = BufferWrapper._heap.malloc(size)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/heap.py", line 223, in malloc
    (arena, start, stop) = self._malloc(size)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/heap.py", line 120, in _malloc
    arena = Arena(length)
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/heap.py", line 82, in __init__
    self.buffer = mmap.mmap(-1, size)
error: [Errno 12] Cannot allocate memory

从打印语句的格式来看,您使用的是python 2

range(n)替换为xrange(n)以节省一些内存。

data=multiprocessing.Array(ctypes.c_ubyte,xrange(n))

(或使用python 3(

10亿范围大约需要8GB(好吧,我刚刚在windows PC上尝试过,但它冻结了:只是不要这么做!(

尝试使用10**7只是为了确定:

>>> z=range(int(10**7))
>>> sys.getsizeof(z)
80000064  => 80 Megs! you do the math for 10**9

xrange这样的生成器函数不占用内存,因为它在迭代时逐个提供值。

在Python 3中,他们一定受够了这些问题,发现大多数人使用range是因为他们想要生成器,杀死了xrange,并将range变成了生成器。现在,如果你真的想把所有的数字都分配给list(range(n))。至少您不会错误地分配1TB!

编辑:

OP的评论意味着我的解释并不能解决问题。我在我的视窗盒子上做了一些简单的测试:

import multiprocessing,sys,ctypes
n=10**7
a=multiprocessing.RawArray(ctypes.c_ubyte,range(n))  # or xrange
z=input("hello")

使用python 2提升至500Mb,然后保持在250Mb使用python 3(这很奇怪,因为它至少应该是10Mb…(

结论:好吧,它的峰值是500Mb,所以不确定它会有帮助,但你能在Python3上尝试你的程序,看看你的整体内存峰值是否更少吗?

不幸的是,问题不在于范围,我只是简单地举例说明。实际上,这些数据将从磁盘中读取。我也可以在多处理中使用n*["a"]并指定c_char。数组作为另一个示例。当我将列表中只有1G的数据传递给多处理时,它仍然使用大约16G。大堆我想知道是不是有一些低效的酸洗或类似的事情在进行。

我似乎已经通过使用tempfile找到了解决问题的方法。SpooledTemporaryFile和numpy.memmap.我可以打开内存中临时文件的内存映射,必要时将其假脱机到磁盘,并通过将其作为参数传递给多处理在不同进程之间共享。过程

我仍然想知道多处理是怎么回事。数组。我不知道为什么它会使用16G作为1G的数据阵列。

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