多个scipy.integrate.ode实例

我想在多个线程(每个CPU核心一个)中使用scipy.integrate.ode(或scipy.integrate.odeint)实例,以便一次解决多个IVP.然而文档说:" 这个集成器不是可重入的.你不能同时使用"vode"集成器的两个ode实例. "

(如果文档没有说明,odeint会在多次实例化时导致内部错误.)

知道可以做些什么吗？

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功能的示例multiprocessing.Pool.

该函数solve采用一组初始条件并返回由此生成的解odeint.主要部分中的代码的"串行"版本solve重复调用,对于每组初始条件一次ics."多处理"版本使用实例的map功能multiprocessing.Pool同时运行多个进程,每个进程都调用solve.该map函数负责处理参数solve.

我的计算机有四个核心,随着我的增加num_processes,加速最大值大约为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.")

在我的电脑上,输出是:

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