multiprocessing when iterating over a DNA sequence alignment in Jupiter

I am trying to apply multiprocessing to a function to calculate the Shannon entropy for every position of a DNA alignment to speed up the process. It just keeps running without returning anything and I can not figure out what is wrong with my code.

Specifically, I’d like to incorporate Multiprocessing.Pool into my larger entropy class object that can be instantiated given any alignment file. I’m not sure if that’s possible as I understand it’s not recommended to use if __name__ == '__main__': in the class method __init__. I have been running this code in Jupyter, but I tried outside of a Jupyter environment as well running python 3.8.5

When I run the code below, I get the entropy array returned from the serial computation. However, when the parallel computation runs, I get no returns or errors, just infinite running.

I am pretty new to multiprocessing so any help would be greatly appreciated. Please let me know if it’s impossible to directly incorporate this into a class object without using a subprocess call or something to call a separate script.

from Bio import AlignIO
from multiprocessing import Pool
from scipy.stats import entropy
import pandas as pd
from time import perf_counter

path = 'path_to_aln_fasta'
alignment = AlignIO.read(path, 'fasta')


def calc_entropy(column):
  series = pd.Series(column)
  vals = series.value_counts(normalize=False)
  return entropy(vals)


def pool_calc_entropy(alignment):
    pool = Pool(8)
    entropies = pool.map(calc_entropy, [alignment[:, i] for i in range(alignment.get_alignment_length())])
    return entropies

start = perf_counter()
entropies_series = []
for i in range(alignment.get_alignment_length()):
    column = alignment[:, i]
    entropies_series.append(calc_entropy(column))

end = perf_counter()
series_time = end-start
print(f'series time: {series_time}')

start = perf_counter()
entropies_pool = pool_calc_entropy(alignment)
end = perf_counter()
parallel_time = end-start
print(f'parallel time: {parallel_time}')

print(f'pool time is {round((parallel_time)/(series_time), 2)} times faster than series time')


input example 'path_to_aln_fasta' :

>record_one
GGTTTGATGTATATGCTCATTACTTATTTGGATTTTTGATAGAAATAAAACAGCTTTAAGCGCTTCATTACAAGTCACGCAGTTACACCTGTATCGCAGTGTTTACCATCTTGAGGGTAATTTTGCATTAGTGGACAGCTAGACTCAGCCACGCCTATACCCTTCGGAACATCGAAACATACCAACCATGATATCGTCGA
>record_two 
ATGACTACTCGGTTACTTCTAATTGTTGCTAGCTGTACTTTGTGAAGTGAACAATAAGGTTTTAAAACCGTTAGACACAGTGCCTCTTTTAGGAAGATTCTTGATAATTTGCCCTGGTTTATGCATCGTTTGCACAGATTGACTTAAAGACTACGTCATAATAACTGCGCCTTGACTGCGGATTGAGCAATGCCTGCACA
>record_three
AGTAAATTTTATAGAGGTATTGCGCACCCTCGGAACTTTACAAAGCACAACCTGGATCACACTATTTCCGAGACCCACCTGACTGTGTTGTCGAGTTATCGATCCTATATATTTAAAGTTGGTTTTCAAAACATTTTTCGTTTGCGTTGTATACGGAGCCGTAGATAAGCGCATTTCGGTCATCAATCAGGGACAAATTA
>record_four
TTGAAATTAACATGCAACCTGACATGGTTTATTCTGCGGCATACAGAGAAATTGTGTTGATTGAACTGATTAGGATACTCCGGTCCCGTGTTTGAATTGTGCTAAAACCTGGTTAGAGATCGCGTCAATTCTCCATCCAGAAGAAGAACAATTTTAGGACCCGTTGTCATTTCCCTTAAAGGTTTTTGTAACAGTCCGAT

8

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa

multiprocessing when iterating over a DNA sequence alignment in Jupiter

I am trying to apply multiprocessing to a function to calculate the Shannon entropy for every position of a DNA alignment to speed up the process. It just keeps running without returning anything and I can not figure out what is wrong with my code.

Specifically, I’d like to incorporate Multiprocessing.Pool into my larger entropy class object that can be instantiated given any alignment file. I’m not sure if that’s possible as I understand it’s not recommended to use if __name__ == '__main__': in the class method __init__. I have been running this code in Jupyter, but I tried outside of a Jupyter environment as well running python 3.8.5

When I run the code below, I get the entropy array returned from the serial computation. However, when the parallel computation runs, I get no returns or errors, just infinite running.

I am pretty new to multiprocessing so any help would be greatly appreciated. Please let me know if it’s impossible to directly incorporate this into a class object without using a subprocess call or something to call a separate script.

from Bio import AlignIO
from multiprocessing import Pool
from scipy.stats import entropy
import pandas as pd
from time import perf_counter

path = 'path_to_aln_fasta'
alignment = AlignIO.read(path, 'fasta')


def calc_entropy(column):
  series = pd.Series(column)
  vals = series.value_counts(normalize=False)
  return entropy(vals)


def pool_calc_entropy(alignment):
    pool = Pool(8)
    entropies = pool.map(calc_entropy, [alignment[:, i] for i in range(alignment.get_alignment_length())])
    return entropies

start = perf_counter()
entropies_series = []
for i in range(alignment.get_alignment_length()):
    column = alignment[:, i]
    entropies_series.append(calc_entropy(column))

end = perf_counter()
series_time = end-start
print(f'series time: {series_time}')

start = perf_counter()
entropies_pool = pool_calc_entropy(alignment)
end = perf_counter()
parallel_time = end-start
print(f'parallel time: {parallel_time}')

print(f'pool time is {round((parallel_time)/(series_time), 2)} times faster than series time')


input example 'path_to_aln_fasta' :

>record_one
GGTTTGATGTATATGCTCATTACTTATTTGGATTTTTGATAGAAATAAAACAGCTTTAAGCGCTTCATTACAAGTCACGCAGTTACACCTGTATCGCAGTGTTTACCATCTTGAGGGTAATTTTGCATTAGTGGACAGCTAGACTCAGCCACGCCTATACCCTTCGGAACATCGAAACATACCAACCATGATATCGTCGA
>record_two 
ATGACTACTCGGTTACTTCTAATTGTTGCTAGCTGTACTTTGTGAAGTGAACAATAAGGTTTTAAAACCGTTAGACACAGTGCCTCTTTTAGGAAGATTCTTGATAATTTGCCCTGGTTTATGCATCGTTTGCACAGATTGACTTAAAGACTACGTCATAATAACTGCGCCTTGACTGCGGATTGAGCAATGCCTGCACA
>record_three
AGTAAATTTTATAGAGGTATTGCGCACCCTCGGAACTTTACAAAGCACAACCTGGATCACACTATTTCCGAGACCCACCTGACTGTGTTGTCGAGTTATCGATCCTATATATTTAAAGTTGGTTTTCAAAACATTTTTCGTTTGCGTTGTATACGGAGCCGTAGATAAGCGCATTTCGGTCATCAATCAGGGACAAATTA
>record_four
TTGAAATTAACATGCAACCTGACATGGTTTATTCTGCGGCATACAGAGAAATTGTGTTGATTGAACTGATTAGGATACTCCGGTCCCGTGTTTGAATTGTGCTAAAACCTGGTTAGAGATCGCGTCAATTCTCCATCCAGAAGAAGAACAATTTTAGGACCCGTTGTCATTTCCCTTAAAGGTTTTTGTAACAGTCCGAT

8

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa

multiprocessing when iterating over a DNA sequence alignment in Jupiter

I am trying to apply multiprocessing to a function to calculate the Shannon entropy for every position of a DNA alignment to speed up the process. It just keeps running without returning anything and I can not figure out what is wrong with my code.

Specifically, I’d like to incorporate Multiprocessing.Pool into my larger entropy class object that can be instantiated given any alignment file. I’m not sure if that’s possible as I understand it’s not recommended to use if __name__ == '__main__': in the class method __init__. I have been running this code in Jupyter, but I tried outside of a Jupyter environment as well running python 3.8.5

When I run the code below, I get the entropy array returned from the serial computation. However, when the parallel computation runs, I get no returns or errors, just infinite running.

I am pretty new to multiprocessing so any help would be greatly appreciated. Please let me know if it’s impossible to directly incorporate this into a class object without using a subprocess call or something to call a separate script.

from Bio import AlignIO
from multiprocessing import Pool
from scipy.stats import entropy
import pandas as pd
from time import perf_counter

path = 'path_to_aln_fasta'
alignment = AlignIO.read(path, 'fasta')


def calc_entropy(column):
  series = pd.Series(column)
  vals = series.value_counts(normalize=False)
  return entropy(vals)


def pool_calc_entropy(alignment):
    pool = Pool(8)
    entropies = pool.map(calc_entropy, [alignment[:, i] for i in range(alignment.get_alignment_length())])
    return entropies

start = perf_counter()
entropies_series = []
for i in range(alignment.get_alignment_length()):
    column = alignment[:, i]
    entropies_series.append(calc_entropy(column))

end = perf_counter()
series_time = end-start
print(f'series time: {series_time}')

start = perf_counter()
entropies_pool = pool_calc_entropy(alignment)
end = perf_counter()
parallel_time = end-start
print(f'parallel time: {parallel_time}')

print(f'pool time is {round((parallel_time)/(series_time), 2)} times faster than series time')


input example 'path_to_aln_fasta' :

>record_one
GGTTTGATGTATATGCTCATTACTTATTTGGATTTTTGATAGAAATAAAACAGCTTTAAGCGCTTCATTACAAGTCACGCAGTTACACCTGTATCGCAGTGTTTACCATCTTGAGGGTAATTTTGCATTAGTGGACAGCTAGACTCAGCCACGCCTATACCCTTCGGAACATCGAAACATACCAACCATGATATCGTCGA
>record_two 
ATGACTACTCGGTTACTTCTAATTGTTGCTAGCTGTACTTTGTGAAGTGAACAATAAGGTTTTAAAACCGTTAGACACAGTGCCTCTTTTAGGAAGATTCTTGATAATTTGCCCTGGTTTATGCATCGTTTGCACAGATTGACTTAAAGACTACGTCATAATAACTGCGCCTTGACTGCGGATTGAGCAATGCCTGCACA
>record_three
AGTAAATTTTATAGAGGTATTGCGCACCCTCGGAACTTTACAAAGCACAACCTGGATCACACTATTTCCGAGACCCACCTGACTGTGTTGTCGAGTTATCGATCCTATATATTTAAAGTTGGTTTTCAAAACATTTTTCGTTTGCGTTGTATACGGAGCCGTAGATAAGCGCATTTCGGTCATCAATCAGGGACAAATTA
>record_four
TTGAAATTAACATGCAACCTGACATGGTTTATTCTGCGGCATACAGAGAAATTGTGTTGATTGAACTGATTAGGATACTCCGGTCCCGTGTTTGAATTGTGCTAAAACCTGGTTAGAGATCGCGTCAATTCTCCATCCAGAAGAAGAACAATTTTAGGACCCGTTGTCATTTCCCTTAAAGGTTTTTGTAACAGTCCGAT

8

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật