多个scipy.integrate.ode实例

Question

我想在 多个线程* （每个CPU内核一个）中使用 scipy.integrate.ode
（或scipy.integrate.odeint）实例，以便一次解决多个IVP。但是文档中说：“此集成器不可重入。您不能同时使用“vode”集成器拥有两个ode实例。 ”
* __

（尽管文档未说明，但如果多次实例化，odeint也会导致内部错误。）

知道该怎么办吗？

Answer 1

一种选择是使用multiprocessing（即使用进程而不是线程）。这是一个使用类map函数的示例multiprocessing.Pool。

该函数solve采用一组初始条件，并返回由生成的解odeint。主要部分中代码的“串行”版本solve反复调用，对于中的每组初始条件一次ics。“多重处理”版本使用实例的map功能multiprocessing.Pool来同时运行多个进程，每个进程都调用solve。该map函数负责为分配参数solve。

我的计算机有四个核心，并且随着我的增加num_processes，加速最大达到约3.6。

from __future__ import division, print_function

import sys
import time
import multiprocessing as mp
import numpy as np
from scipy.integrate import odeint



def lorenz(q, t, sigma, rho, beta):
    x, y, z = q
    return [sigma*(y - x), x*(rho - z) - y, x*y - beta*z]


def solve(ic):
    t = np.linspace(0, 200, 801)
    sigma = 10.0
    rho = 28.0
    beta = 8/3
    sol = odeint(lorenz, ic, t, args=(sigma, rho, beta), rtol=1e-10, atol=1e-12)
    return sol


if __name__ == "__main__":
    ics = np.random.randn(100, 3)

    print("multiprocessing:", end='')
    tstart = time.time()
    num_processes = 5
    p = mp.Pool(num_processes)
    mp_solutions = p.map(solve, ics)
    tend = time.time()
    tmp = tend - tstart
    print(" %8.3f seconds" % tmp)

    print("serial:         ", end='')
    sys.stdout.flush()
    tstart = time.time()
    serial_solutions = [solve(ic) for ic in ics]
    tend = time.time()
    tserial = tend - tstart
    print(" %8.3f seconds" % tserial)

    print("num_processes = %i, speedup = %.2f" % (num_processes, tserial/tmp))

    check = [(sol1 == sol2).all()
             for sol1, sol2 in zip(serial_solutions, mp_solutions)]
    if not all(check):
        print("There was at least one discrepancy in the solutions.")

在我的计算机上，输出为：

multiprocessing:    6.904 seconds
serial:            24.756 seconds
num_processes = 5, speedup = 3.59