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wzjs 2025/7/26 15:14:34

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在 MATLAB 中，当设置优化选项（如 fmincon）的 'UseParallel', true 时，并行计算的工作进程数量是由当前并行池（Parallel Pool）决定的。如果你想自定义工作进程数量，需要在启动并行池时显式指定进程数。

以下是详细步骤和代码示例：

解决方法

手动启动并行池并指定进程数：
- 在调用支持并行计算的函数之前，使用 parpool 手动启动并行池，并指定所需的工作进程数量。
- MATLAB 会自动将这些工作进程用于并行计算。
确保并行池已启动：
- 如果并行池未启动，MATLAB 会在首次调用并行功能时自动启动默认配置的并行池。为了避免这种情况，建议手动启动并行池。
结合优化选项启用并行计算：
- 在优化选项中设置 'UseParallel', true，以启用并行计算。

示例代码

示例 1：为 `fmincon` 自定义并行进程数

% 手动启动并行池，并指定工作进程数为 4
parpool(4);% 定义目标函数
fun = @(x) sum(x.^2);% 设置优化选项，启用并行计算
options = optimoptions('fmincon', ...'Algorithm', 'interior-point', ... % 使用支持并行的算法'UseParallel', true, ...           % 启用并行计算'Display', 'iter');% 定义初始点、边界等参数
x0 = [1; 1];
lb = [-5; -5];
ub = [5; 5];% 调用 fmincon 进行优化
[x, fval] = fmincon(fun, x0, [], [], [], [], lb, ub, [], options);% 关闭并行池
delete(gcp('nocreate'));

输出：

并行池启动时会显示类似以下信息：

Starting parallel pool (parpool) using the 'local' profile ...
Connected to the parallel pool (number of workers: 4).

优化过程中会利用 4 个工作进程进行并行计算。

关键点解析

parpool 的作用：
- parpool(n) 启动一个包含 n 个工作进程的并行池。
- 工作进程的数量决定了并行计算的并发能力。
'UseParallel', true 的作用：
- 该选项告诉 MATLAB 在支持并行计算的函数（如 fmincon）中使用并行池。
- 并行池中的工作进程数量由 parpool 决定。
如何确认当前并行池的状态：
- 使用以下命令检查当前并行池的状态：
```
gcp('nocreate') % 获取当前并行池对象（如果存在）
```
- 如果返回为空，则表示当前没有启动并行池。
关闭并行池：
- 使用以下命令关闭并行池以释放资源：
```
delete(gcp('nocreate'));
```

注意事项

进程数与硬件资源：
- 工作进程数不应超过 CPU 的物理核心数或逻辑核心数（超线程）。可以通过以下命令查看核心数：
```
maxNumCompThreads
```
- 如果设置的进程数过多，可能会导致性能下降或系统资源耗尽。
自动启动并行池的行为：
- 如果启用了 Automatically create a parallel pool，MATLAB 会在需要时自动启动默认配置的并行池。为了避免这种情况，可以手动启动并行池，并禁用自动启动：
```
pctRunOnAll('parpool close force');
```
并行计算的效果：
- 并行计算的效果取决于目标函数的复杂性。如果目标函数本身计算简单，并行化可能不会带来显著的性能提升。

总结

要自定义并行计算的进程数量，可以按照以下步骤操作：

使用 parpool(n) 手动启动并行池，并指定工作进程数量。
在优化选项中设置 'UseParallel', true，启用并行计算。
确保并行池已启动，并在完成后关闭并行池以释放资源。

通过这种方式，你可以灵活控制并行计算的工作进程数，优化程序性能！如果有更多问题，请随时提问。

这个错误表明你尝试启动的并行池（parpool）的工作进程数超过了当前本地集群（Local Cluster）允许的最大值。默认情况下，MATLAB 的本地集群（Local Cluster）将最大工作进程数（NumWorkers 属性）设置为你的计算机的物理核心数。如果你尝试请求更多工作进程（例如 10 个），而你的计算机只允许最多 8 个工作进程，就会出现这个错误。

以下是解决该问题的详细步骤：

方法 1：检查并修改 `NumWorkers` 属性

你可以通过修改本地集群的 NumWorkers 属性来增加允许的最大工作进程数。

步骤：

获取本地集群对象：

c = parcluster('local'); % 获取本地集群对象

查看当前的 NumWorkers 值：

disp(c.NumWorkers); % 显示当前允许的最大工作进程数

修改 NumWorkers 属性：

c.NumWorkers = 10; % 设置允许的最大工作进程数为 10
saveProfile(c);    % 保存配置

启动并行池：

parpool(10); % 启动包含 10 个工作进程的并行池

方法 2：通过 MATLAB 图形界面修改

如果你更喜欢使用图形界面来修改设置，可以按照以下步骤操作：

打开 Parallel Computing Toolbox 的配置管理器：
- 在 MATLAB 主界面中，点击 Home → Parallel → Manage Cluster Profiles。
选择 local 配置文件：
- 在左侧列表中找到并选中 local 配置文件。
修改 NumWorkers 属性：
- 在右侧的属性面板中，找到 NumWorkers 属性，并将其值改为所需的数值（例如 10）。
保存配置并重新启动 MATLAB。

方法 3：临时减少请求的工作进程数

如果你不想修改本地集群的配置，可以选择请求较少的工作进程数（不超过当前最大值）。例如，如果你的 NumWorkers 当前为 8，则可以请求最多 8 个工作进程：

parpool(8); % 启动包含 8 个工作进程的并行池

方法 4：确认硬件资源限制

在修改 NumWorkers 属性之前，建议先确认你的计算机硬件资源是否支持更多的工作进程。通常情况下，NumWorkers 不应超过 CPU 的物理核心数或逻辑核心数（超线程）。

检查 CPU 核心数：

disp(maxNumCompThreads); % 显示 MATLAB 可用的最大线程数

如果你的 CPU 只有 8 个核心（或逻辑核心），那么设置 NumWorkers 超过 8 可能不会带来性能提升，反而可能降低性能。

注意事项

性能与资源平衡：
- 增加工作进程数并不总是能提高性能。如果工作进程数超过 CPU 核心数，可能会导致过多的上下文切换和资源竞争，从而降低效率。
- 一般来说，将 NumWorkers 设置为 CPU 核心数是一个合理的选择。
自动启动并行池的行为：
- 如果启用了 Automatically create a parallel pool，MATLAB 会在需要时自动启动默认配置的并行池。为了避免冲突，可以手动关闭自动启动：
```
pctRunOnAll('parpool close force');
```
最大限制：
- 对于本地集群，NumWorkers 的最大值为 512。即使你的硬件资源不足，也可以设置更高的值，但实际性能会受限于硬件。