Rayon中的每线程初始化

Question

我正在尝试使用Rayon来优化我的功能par_iter().

单线程版本是这样的:

fn verify_and_store(store: &mut Store, txs: Vec<Tx>) {

    let result = txs.iter().map(|tx| {

         tx.verify_and_store(store)

    }).collect();

    ...
}

每个Store实例只能由一个线程使用,但Store可以同时使用多个实例,所以我可以通过clone-ing 来实现这个多线程store:

fn verify_and_store(store: &mut Store, txs: Vec<Tx>) {

    let result = txs.par_iter().map(|tx| {

         let mut local_store = store.clone();

         tx.verify_and_store(&mut local_store)

    }).collect();

    ...
}

但是,这会store在每次迭代时克隆,这太慢了.我想为每个线程使用一个商店实例.

人造丝可以吗？或者我应该使用手动线程和工作队列？

Answer 1

可以使用线程局部变量来确保local_store在给定线程中不会多次创建.

例如,这编译(完整源代码):

fn verify_and_store(store: &mut Store, txs: Vec<Tx>) {
    use std::cell::RefCell;
    thread_local!(static STORE: RefCell<Option<Store>> = RefCell::new(None));

    let mut result = Vec::new();

    txs.par_iter().map(|tx| {
        STORE.with(|cell| {
            let mut local_store = cell.borrow_mut();
            if local_store.is_none() {
                *local_store = Some(store.clone());
            }
            tx.verify_and_store(local_store.as_mut().unwrap())
        })
    }).collect_into(&mut result);
}

但是,此代码存在两个问题.一,如果完成store时需要做某些事情的克隆par_iter(),比如刷新缓冲区,就不会发生 - Drop只有当Rayon的工作线程退出时才会调用它们,即使这样也无法保证.

第二个也是更严重的问题是,store每个工作线程只创建一次克隆.如果Rayon缓存其线程池(我相信它确实如此),这意味着一个不相关的后续调用verify_and_store将继续使用最后已知的克隆store,这可能与当前存储无关.

这可以通过使代码复杂化来纠正:

• 将克隆的变量存储在一个Mutex<Option<...>>而不是Option,以便它们可以被调用的线程访问par_iter().这将在每次访问时产生互斥锁,但锁将是无争议的,因此便宜.

• Arc在互斥锁周围使用,以便在向量中收集对已创建的商店克隆的引用.此向量用于通过None在迭代完成后将它们重置为清理存储.

• 将整个调用包装在一个不相关的互斥锁中,这样两个并行调用verify_and_store就不会最终看到彼此的存储克隆.(如果在迭代之前创建并安装了新的线程池,这可能是可以避免的.)希望这个序列化不会影响性能verify_and_store,因为每个调用都将使用整个线程池.

结果并不漂亮,但它编译,只使用安全的代码,似乎工作:

fn verify_and_store(store: &mut Store, txs: Vec<Tx>) {
    use std::sync::{Arc, Mutex};
    type SharedStore = Arc<Mutex<Option<Store>>>;

    lazy_static! {
        static ref STORE_CLONES: Mutex<Vec<SharedStore>> = Mutex::new(Vec::new());
        static ref NO_REENTRY: Mutex<()> = Mutex::new(());
    }
    thread_local!(static STORE: SharedStore = Arc::new(Mutex::new(None)));

    let mut result = Vec::new();
    let _no_reentry = NO_REENTRY.lock();

    txs.par_iter().map({
        |tx| {
            STORE.with(|arc_mtx| {
                let mut local_store = arc_mtx.lock().unwrap();
                if local_store.is_none() {
                    *local_store = Some(store.clone());
                    STORE_CLONES.lock().unwrap().push(arc_mtx.clone());
                }
                tx.verify_and_store(local_store.as_mut().unwrap())
            })
        }
    }).collect_into(&mut result);

    let mut store_clones = STORE_CLONES.lock().unwrap();
    for store in store_clones.drain(..) {
        store.lock().unwrap().take();
    }
}

Answer 2

老问题，但我觉得答案需要重新审视。一般来说，有两种方法：

使用map_with. 每次线程从另一个线程窃取工作项时，这都会克隆。这可能会克隆比线程更多的存储，但它应该相当低。如果克隆太昂贵，您可以增加大小 rayon 将使用with_min_len.

fn verify_and_store(store: &mut Store, txs: Vec<Tx>) {
    let result = txs.iter().map_with(|| store.clone(), |store, tx| {
         tx.verify_and_store(store)
    }).collect();
    ...
}

或者使用范围的ThreadLocal从thread_local箱。这将确保您只使用与线程一样多的对象，并且一旦ThreadLocal对象超出范围，它们就会被销毁。

fn verify_and_store(store: &mut Store, txs: Vec<Tx>) {
    let tl = ThreadLocal::new();
    let result = txs.iter().map(|tx| {
         let store = tl.get_or(|| Box::new(RefCell::new(store.clone)));
         tx.verify_and_store(store.get_mut());
    }).collect();
    ...
}