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Dramatic slowdown with random.random on free-threading build.

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performance topic-free-threading
Vorherrschende Sprache
Python
Sterne
77.2k
Forks
35.9k
PR-Merge-Kennzahlen
PR-Kennzahlen ausstehend

Beschreibung

out

This slowdown was found with one of my favorite benchmarks, which is calculating the pi value with the Monte Carlo method.

import os
import random
import time
from threading import Thread

def monte_carlo_pi_part(n: int, idx: int, results: list[int]) -> None:
    count = 0
    for i in range(n):
        x = random.random()
        y = random.random()

        if x*x + y*y <= 1:
            count += 1
    results[idx] = count


n = 10000
threads = []
num_threads = 100
results = [0] * num_threads
a = time.time()
for i in range(num_threads):
    t = Thread(target=monte_carlo_pi_part, args=(n, i, results))
    t.start()
    threads.append(t)

while threads:
    t = threads.pop()
    t.join()

b = time.time()
print(sum(results) / (n * num_threads) * 4)
print(b-a)

Acquiring critical sections for random methods causes this slowdown.
Removing @critical_section from the method, which uses genrand_uint32 and then updating genrand_uint32 to use atomic operation makes the performance acceptable.

Build Elapsed PI
Default (with specialization) 0.16528010368347168 3.144508
Free-threading (with no specialization) 0.548654317855835 3.1421
Free-threading with my patch (with no specialization) 0.2606849670410156 3.141108
Linked PRs
  • gh-118393
  • gh-118396

Beitragsleitfaden

Beitragsleitfaden öffnen

Erste Schritte

  1. Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
  4. Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

Rechercherichtung

Beginne damit, die Implementierung von random.random und den Pfad genrand_uint32 zu lesen, einschließlich der im Issue beschriebenen Verwendung von @critical_section. Reproduziere anschließend den bereitgestellten Multithreaded-Monte-Carlo-Benchmark und prüfe dann die verknüpften PRs 118393 und 118396; abgeschlossen ist die Arbeit, wenn die Verlangsamung beim Free-Threading reduziert wurde, ohne die Korrektheit der Zufallszahlen zu verändern.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Bewertung

Tech-Stack
python
Bereich
performance
Issue-Typ
Bug
Schwierigkeit
4/5
Geschätzter Aufwand
3-5 Tage
Aktivitätsstatus
Veraltet
Klarheit
Größtenteils klar
Anfängerfreundlichkeit
25/100

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