带有Openmp的Cython numpy数组（无GIL）

Question

我不确定以前是否已解决此问题，我尝试搜索但未找到我一直在寻找的东西。 我想使以下代码正常工作（文件名为some_CD.pyx）

import numpy as np
cimport numpy as np
cimport cython
from cython.parallel import *

ctypedef np.float64_t DTYPE

cdef DTYPE evaluate_objective(np.ndarray[DTYPE, ndim=2] A,np.ndarray[DTYPE, ndim=1] b,np.ndarray[DTYPE, ndim=1] x):
    return x.dot(A.dot(x) - b.dot(x))

cpdef DTYPE coordinate_descent(np.ndarray[DTYPE, ndim=2] A,np.ndarray[DTYPE, ndim=1] b,int nDim, int nIter ):
    cdef int i, iter
    cdef np.ndarray[DTYPE,
                    ndim=1] x = \
                    np.zeros(nDim, )
    cdef DTYPE temp
    for iter in prange(nIter,nogil=True):
        i = (iter%nDim)
        temp = (b[i]-( A[:,i].dot(x)*x[i] ) + (A[i,i]*x[i]*x[i]))/A[i,i]
        x[i] = np.max([0,np.min([temp,1])])
    return evaluate_objective(A,b,x)

我的setup.py如下所示

from distutils.core import setup, Extension
from Cython.Build import cythonize
import numpy

ext_modules = [
    Extension(
        "some_CD",
        ["some_CD.pyx"],
        extra_compile_args=['-fopenmp'],
        extra_link_args=['-fopenmp'],
    )
]

setup(
    name='some_parallel',
    ext_modules=cythonize(ext_modules),
    include_dirs=[numpy.get_include()]
)

我不确定这段代码中有很多东西。 首先，我是否以正确的方式使用numpy数组？ 是否在prange中使用float64，np.int类型的变量？

Answer 1

该循环是并行算法，因此无法并行化。 换句话说，以后的迭代取决于前面的迭代的结果。

忽略此问题，这是更改代码的方法。

如果没有GIL，则只能使用基本索引（不进行切片）和少量的Cython特有的Python函数（主要是此处列出的Python函数）。 因此，您只需要使prange的主体更简单明了即可。

for iter in prange(nIter, nogil=True):
    i = iter % nDim

    Ai_dot_x = 0
    for j in range(x.shape[0]):
        Ai_dot_x += A[j,i] * x[j]

    temp = (b[i] - Ai_dot_x*x[i] + A[i,i]*x[i]*x[i]) / A[i,i]
    x[i] = max(0, min(temp, 1))

Ai_dot_x是您必须cdef的附加临时变量。