27

我正在尝试建立一个环境来支持集群上的探索性数据分析。根据对现有情况的初步调查,我的目标是使用 Scala/Spark 和 Amazon EMR 来预置集群。

目前,我只是尝试启动并运行一些基本示例,以验证我是否已正确配置所有内容。我遇到的问题是我没有看到我期望从 Amazon 机器实例上的 Atlas BLAS 库中获得的性能。

下面是我的简单基准测试的代码片段。它只是一个方阵乘法,然后是短胖乘法和一个高瘦乘法,以产生一个可以打印的小矩阵(我想确保 Scala 不会因为惰性求值而跳过计算的任何部分)。

我将 Breeze 用于线性代数库,并使用 netlib-java 为 BLAS/LAPACK 引入本地本机库

import breeze.linalg.{DenseMatrix, DenseVector}
import org.apache.spark.annotation.DeveloperApi
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.{Partition, SparkContext, TaskContext}
import org.apache.spark.SparkConf

import com.github.fommil.netlib.BLAS.{getInstance => blas}

import scala.reflect.ClassTag

object App {

  def NaiveMultiplication(n: Int) : Unit = {

    val vl = java.text.NumberFormat.getIntegerInstance.format(n)
    println(f"Naive Multipication with vector length " + vl)

    println(blas.getClass().getName())

    val sm: DenseMatrix[Double] = DenseMatrix.rand(n, n)
    val a: DenseMatrix[Double] = DenseMatrix.rand(2,n)
    val b: DenseMatrix[Double] = DenseMatrix.rand(n,3)

    val c: DenseMatrix[Double] = sm * sm
    val cNormal: DenseMatrix[Double] = (a *  c)  * b

    println(s"Dot product of a and b is \n$cNormal")
  }

根据对基准的网络调查,我预计 3000x3000 矩阵乘法大约需要。2-4s 使用本地优化的 BLAS 库。当我在 MacBook Air 上本地运行时,这个基准测试在 1.8 秒内完成。当我在 EMR 上运行它时,它大约会完成。11s(使用 g2.2xlarge 实例,尽管在 m3.xlarge 实例上获得了类似的结果)。作为另一项交叉检查,我在相同的 EC2 实例类型 g2.2xlarge 上运行来自BIDMach 项目的预构建 EC2 AMI ,并获得了 2.2 秒(注意,相同计算的 GPU 基准测试产生了 0.047 秒)。

在这一点上,我怀疑 netlib-java 没有加载正确的库,但这就是我卡住的地方。我已经多次阅读 netlib-java 自述文件,似乎 ATLAS 库已按要求安装(见下文)

[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ ls /usr/lib64/atlas/
libatlas.a       libcblas.a       libclapack.so      libf77blas.so      liblapack.so      libptcblas.so      libptf77blas.so
libatlas.so      libcblas.so      libclapack.so.3    libf77blas.so.3    liblapack.so.3    libptcblas.so.3    libptf77blas.so.3
libatlas.so.3    libcblas.so.3    libclapack.so.3.0  libf77blas.so.3.0  liblapack.so.3.0  libptcblas.so.3.0  libptf77blas.so.3.0
libatlas.so.3.0  libcblas.so.3.0  libf77blas.a       liblapack.a        libptcblas.a      libptf77blas.a
[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ cat /etc/ld.so.conf
include ld.so.conf.d/*.conf
[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ ls /etc/ld.so.conf.d
atlas-x86_64.conf  kernel-4.4.11-23.53.amzn1.x86_64.conf  kernel-4.4.8-20.46.amzn1.x86_64.conf  mysql55-x86_64.conf  R-x86_64.conf
[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ cat /etc/ld.so.conf.d/atlas-x86_64.conf 
/usr/lib64/atlas

下面我展示了在 Amazon EMR 实例上运行基准测试的 2 个示例。第一个显示本机系统 BLAS 应该正确加载的时间。第二个显示当本机 BLAS 未加载并且包回退到参考实现时。因此,它似乎确实在根据消息和时间加载本机 BLAS。与在我的 Mac 上本地运行相比,no BLAS 案例的运行时间大致相同,但本机 BLAS 案例在我的 Mac 上的运行时间为 1.8 秒,而在下面的案例中为 15 秒。与 EMR 相比,我的 Mac 的信息消息相同(除了特定的目录/文件名等)。

[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ spark-submit --class "com.cyberatomics.simplespark.App" --conf "spark.driver.extraClassPath=/home/hadoop/simplespark-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar"   --master local[4] simplespark-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar  3000 naive
Naive Multipication with vector length 3,000
Jun 16, 2016 12:30:39 AM com.github.fommil.jni.JniLoader liberalLoad
INFO: successfully loaded /tmp/jniloader2856061049061057802netlib-native_system-linux-x86_64.so
com.github.fommil.netlib.NativeSystemBLAS
Dot product of a and b is 
1.677332076284315E9   1.6768329748988206E9  1.692150656424957E9   
1.6999000993276503E9  1.6993872020220244E9  1.7149145239563465E9  
Elapsed run time:  15.1s
[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ 
[hadoop@ip-172-31-3-69 ~]$ spark-submit --class "com.cyberatomics.simplespark.App"  --master local[4] simplespark-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar  3000 naive
Naive Multipication with vector length 3,000
Jun 16, 2016 12:31:32 AM com.github.fommil.netlib.BLAS <clinit>
WARNING: Failed to load implementation from: com.github.fommil.netlib.NativeSystemBLAS
Jun 16, 2016 12:31:32 AM com.github.fommil.netlib.BLAS <clinit>
WARNING: Failed to load implementation from: com.github.fommil.netlib.NativeRefBLAS
com.github.fommil.netlib.F2jBLAS
Dot product of a and b is 
1.6640545115052865E9  1.6814609592261212E9  1.7062846398842275E9  
1.64471099826913E9    1.6619129531594608E9  1.6864479674870768E9  
Elapsed run time:  28.7s

在这一点上,我最好的猜测是它实际上正在加载一个本机库,但它正在加载一个通用库。关于如何验证它在运行时拾取的共享库有什么建议吗?我试过'ldd',但这似乎不适用于spark-submit。或者也许我对 Atlas 的期望是错误的,但如果它们没有运行相当有竞争力的速度,似乎很难相信 AWS 会预先安装这些库。

如果您发现这些库未在 EMR 上正确链接,请提供有关我需要做什么的指导,以便 Atlas 库被 netlib-java 拾取。

谢谢蒂姆

4

1 回答 1

12

跟进:

我的初步结论是,默认安装在 Amazon EMR 实例上的 Atlas 库很慢。它要么是没有针对特定机器类型优化的通用构建,要么从根本上比其他库慢。使用这个脚本作为指导,我为运行基准测试的特定机器类型构建并安装了 OpenBLAS(我还在这里找到了一些有用的信息)。安装 OpenBLAS 后,我的 3000x3000 矩阵乘法基准测试在 3.9 秒内完成(与上面列出的使用默认 Atlas 库时的 15.1 秒相比)。这仍然比在我的 Mac 上运行的相同基准测试慢(x2 倍),但这种差异落在一个可能是由于潜在的硬件性能而令人信服的范围内。

以下是我用来在 Amazon 的 EMR、Spark 实例上安装 OpenBLAS 库的命令的完整列表:

sudo yum install git
git clone https://github.com/xianyi/OpenBlas.git
cd OpenBlas/
make clean
make -j4
sudo mkdir /usr/lib64/OpenBLAS
sudo chmod o+w,g+w /usr/lib64/OpenBLAS/
make PREFIX=/usr/lib64/OpenBLAS install
sudo rm /etc/ld.so.conf.d/atlas-x86_64.conf 
sudo ldconfig
sudo ln -sf /usr/lib64/OpenBLAS/lib/libopenblas.so /usr/lib64/libblas.so
sudo ln -sf /usr/lib64/OpenBLAS/lib/libopenblas.so /usr/lib64/libblas.so.3
sudo ln -sf /usr/lib64/OpenBLAS/lib/libopenblas.so /usr/lib64/libblas.so.3.5
sudo ln -sf /usr/lib64/OpenBLAS/lib/libopenblas.so /usr/lib64/liblapack.so
sudo ln -sf /usr/lib64/OpenBLAS/lib/libopenblas.so /usr/lib64/liblapack.so.3
sudo ln -sf /usr/lib64/OpenBLAS/lib/libopenblas.so /usr/lib64/liblapack.so.3.5
于 2016-08-24T17:54:18.800 回答