Question

我正在开发一个MATLAB项目，我想让两个MATLAB实例并行运行并共享数据。我将调用这些实例MAT_1和MAT_2。更具体地说，系统的架构是：

MAT_1按顺序处理图像，使用imread逐个读取图像，然后使用imwrite输出每个图像的结果。
MAT_2使用MAT_1读取imread输出的图片，并将结果输出到其他地方。

我认为我需要解决的一个问题是保证MAT_2在MAT_1完全写入后MAT_1读取MAT_1的图像输出。

我的问题是：

你会如何解决这个问题？我是否需要使用信号量或锁来防止竞争条件？
MATLAB是否提供锁定文件的任何机制？（即类似flock的东西，但由MATLAB直接提供，并且可在多个平台上运行，例如Windows和Linux）。如果没有，您是否知道我可以使用任何第三方库在MATLAB中构建此机制？

编辑：

正如@yoda指出的那样，并行计算工具箱（PCT）允许阻止MATLAB工作者之间的调用，这很棒。也就是说，我对不需要PCT的解决方案特别感兴趣。
为什么我要求MAT_2和MAT_2以并行线程运行？：

MAT_1中的处理平均速度较慢（并且更容易崩溃），而MAT_1的输出会提供其他程序和流程（包括人工检查）不需要等待MAT_2完成其工作。

答案：

对于允许实施信号量但不依赖PCT的解决方案，请参阅下面的Jonas答案
有关问题的其他好方法，请参阅下面的Yoda答案

Answer 1

我会使用信号量来接近这个;根据我的经验，PCT同步速度过慢。

dfacto（另一个答案）为MATLAB提供了很好的信号量实现，但它不适用于MS Windows;我改进了这项工作，以便这样做。改进后的工作如下：http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/45504-semaphoreposixandwindows

这比与Java，.NET，PCT或文件锁接口相比，性能更好。这不使用并行计算工具箱（PCT），并且AFAIK信号量功能无论如何都不在PCT中（令人费解的是他们将其排除在外！）。可以使用PCT进行同步，但我在其中尝试的所有内容都非常慢。

要将这个高性能信号量库安装到MATLAB中，请在MATLAB解释器中运行： mex -O -v semaphore.c

您需要安装C ++编译器才能将semaphore.c编译为二进制MEX文件。然后可以从MATLAB代码中调用该MEX文件，如下例所示。

用法示例：

function Example()
    semkey=1234;
    semaphore('create',semkey,1);
    funList = {@fun,@fun,@fun};
    parfor i=1:length(funList)
        funList{i}(semkey);
    end
end
function fun(semkey)
    semaphore('wait',semkey)
    disp('hey');
    semaphore('post',semkey)
end

Answer 2

就个人而言，我会使用并行处理工具箱。

据我所知，在Matlab中没有直接的方法来获得系统范围的文件锁。但是，为了确保Matlab＃2仅在文件写完时读取Matlab＃1的输出，我建议在写完文件results_1.mat后，Matlab＃1写入第二个文件{{1} }，这是一个空文本文件。由于第二个文件是在第一个文件之后写入的，因此它的存在表示结果文件已被写入。因此，您可以搜索扩展名为results_1.finished的文件，即finished，并使用dir('*.finished')获取您要使用Matlab＃2加载的.mat文件的名称。

Answer 3

我不确定您是否在寻找仅限matlab的解决方案，但我刚刚提交了一个用于Matlab的信号量包装器。它作为通用信号量工作，但它的设计主要考虑了sharedmatrix。

Mathworks接受提交后，我将更新我的研究组blog上的链接。

请注意，此mex文件是POSIX信号量功能的包装器。因此，它可以在Linux，Unix，MacOS中运行，但不会在Windows上开箱即用。它可以在针对cygwin库编译时起作用。

Answer 4

我认为除了使用特定于操作系统的锁之外，还有一种万无一失的方式。一种方法可能是让MAT_1做：

imwrite(fileName);
movefile(fileName, completedFileName);

让MAT_2只处理completedFileName。

Answer 5

编辑：

看到您的编辑后，一个不涉及使用任何工具箱的简单解决方案如下：

由于MAT_2比MAT_1慢得多，因此请延迟MAT_2。即，在MAT_1完成处理后开始说5张图像左右。如果您执行此操作，MAT_2将永远不会遇到MAT_1，因此永远不会处于必须“等待”来自MAT_1的图片的情况。

我仍然不清楚你问题中的一些事情：

你说MAT_1按顺序处理图像，但是否必须？换句话说，它们的处理顺序是否重要？
您说MAT_2读取MAT_1的输出...是否必须按照MAT_1完成的顺序或可以是任何顺序？
您说MAT_2使用imread读取图像并将其输出到其他位置。是否有任何理由无法将任务合并到MAT_1中？

在任何情况下，您都可以使用并行计算工具箱实现某种形式的执行阻止;但不是使用parfor循环（这是大多数人使用的循环），而是必须创建分布式作业（example）。

需要注意的重要一点是，每个工作人员（实验室）都有labindex，您可以使用labSend将数据从工作人员1（相当于MAT_1）发送给工作人员2 （相当于MAT_2），然后使用labReceive接收它。来自labReceive的文档：

此功能会阻止实验室中的执行，直到发送实验室中发生相应的labSend调用。

这就是您想要对MAT_1和MAT_2进行的操作。

另一种方法是在当前会话中生成一个额外的worker，但只将MAT_1执行的任务分配给它。然后，您为任务设置FinishedFcn属性以执行MAT_2执行的功能集，但我不推荐它，因为我不认为这是FinishedFcn的意图，我不知道在某些情况下它是否会破裂。

Answer 6

我还建议您查看并行处理工具箱中的内容，您希望的功能应该放在某处。我认为这比尝试同步两个MATLAB实例更简洁（除非你被迫使用两个实例）。

在奇怪的情况下，没有这样的东西，你也可以看看不同的环境来实现你想要的东西。这可能是一种解决方法，但您始终可以将MATLAB代码与其他语言（例如Java，.NET，C，...）连接，并使用您习惯使用的功能。使用Java，您可以确信您的解决方案是独立于平台的，.NET仅适用于Windows（至少与MATLAB结合使用）。

MATLAB中的信号量和锁定

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答案：

6 个答案:

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