在Redis中存储Numpy数组的最快方法

Question

我在AI项目上使用Redis。

这个想法是让多个环境模拟器在许多cpu内核上运行策略。模拟器将体验（状态/操作/奖励元组列表）写入Redis服务器（重播缓冲区）。然后，培训过程将经验作为数据集读取以生成新策略。将新策略部署到模拟器，删除先前运行的数据，然后继续该过程。

大部分经验都记录在“状态”中。通常将其表示为尺寸为80 x 80的大型numpy数组。模拟器会以cpu允许的最快速度生成它们。

为此，是否有人有最好/最快/最简单的方法来编写大量numpy数组来进行redis的构想或经验？这些都在同一台机器上，但是以后可以在一组云服务器上。代码示例欢迎！

Answer 1

我不知道它是否最快，但是您可以尝试类似的方法…

将一个Numpy数组存储到Redis就像这样-see function toRedis()：

• 获得Numpy数组的形状并进行编码
• 将Numpy数组作为字节附加到形状
• 将编码的数组存储在提供的密钥下

检索一个Numpy数组是这样的-see function fromRedis()：

• 从Redis检索与提供的密钥相对应的编码字符串
• 从字符串中提取Numpy数组的形状
• 提取数据并重新填充Numpy数组，重塑为原始形状

#!/usr/bin/env python3

import struct
import redis
import numpy as np

def toRedis(r,a,n):
   """Store given Numpy array 'a' in Redis under key 'n'"""
   h, w = a.shape
   shape = struct.pack('>II',h,w)
   encoded = shape + a.tobytes()

   # Store encoded data in Redis
   r.set(n,encoded)
   return

def fromRedis(r,n):
   """Retrieve Numpy array from Redis key 'n'"""
   encoded = r.get(n)
   h, w = struct.unpack('>II',encoded[:8])
   a = np.frombuffer(encoded, dtype=np.uint16, offset=8).reshape(h,w)
   return a

# Create 80x80 numpy array to store
a0 = np.arange(6400,dtype=np.uint16).reshape(80,80)

# Redis connection
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# Store array a0 in Redis under name 'a0array'
toRedis(r,a0,'a0array')

# Retrieve from Redis
a1 = fromRedis(r,'a0array')

np.testing.assert_array_equal(a0,a1)

您可以通过dtype对Numpy数组的以及形状进行编码来增加灵活性。我之所以没有这样做，是因为您可能已经知道所有数组都属于一种特定类型，然后代码会变得更大且更难于无故读取。

在现代iMac上的大致基准 ：

80x80 Numpy array of np.uint16   => 58 microseconds to write
200x200 Numpy array of np.uint16 => 88 microseconds to write

关键字 ：Python，Numpy，Redis，数组，序列化，序列化，键，incr，唯一