利用PyTorch训练时的一些关于分布式训练的总结

1.PyTorch模型的并行化

PyTorch模型的并行化方法分为模型并行(Model Parallel)和数据并行(DataParallel) 。PyTorch主要支持的是数据并行化的概念,这个概念在PyTorch中分为两种类型,即数据并行化(Data Parallel, DP)和分布式数据并行化(Distributed Data Parallel, DDP)

2.两种数据并行化方式的说明及使用

(1)DP 使用的是torch.nn.DataParallel类

python 复制代码
torch.nn.DataParallel(module, device_ids=None, output_device=None, dim=0) 

该类传入一个PyTorch的模块,且这个模块必须是先保存在主GPU上,其工作原理是将模型从主GPU设备上复制到device_ids指定的设备上;dim参数规定了迷你批次的分割方向。 使用示例如下:

python 复制代码
import torch.nn as nn
model = ...
model = model.cuda()
model = nn.DataParallel(model, device_ids=[0,1], dim=0)
output = model(input)

(2)DDP 使用的是torch.distributed分布式计算包,具体可分为对所有计算进程进行初始化、定义分布式训练的数据采样器、构建分布式数据并行模型。torch.distributed 提供了更好的接口和并行方式,搭配多进程接口 torch.multiprocessing可以提供更加高效的并行训练。 使用示例如下:

python 复制代码
"""""
@Author     :   jiguotong
@Contact    :   1776220977@qq.com
@site       :   
-----------------------------------------------
@Time       :   2024/8/1
@Description:   本代码用来测试torch的DDP使用方法;本代码使用PyTorch版本为2.0.1,不同版本调用方式不同
""" ""

import os
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torch.distributed as dist
from torch.utils.data import Dataset
import torch.multiprocessing as mp
from torch.nn.parallel import DistributedDataParallel as DDP


class TestModel(nn.Module):

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.conv1 = nn.Conv1d(3, 16, 3, 1, 1)
        self.bn1 = nn.BatchNorm1d(16)
        self.conv2 = nn.Conv1d(16, 32, 3, 1, 1)
        self.bn2 = nn.BatchNorm1d(32)
        self.conv3 = nn.Conv1d(32, 3, 3, 1, 1)
        self.relu = nn.ReLU()

    def forward(self, x):
        x = self.relu(self.bn1(self.conv1(x)))
        x = self.relu(self.bn2(self.conv2(x)))
        x = self.relu(self.conv3(x))
        return x


class TestDataset(Dataset):

    def __init__(self, n):
        self.n = n
        pass

    def __len__(self):
        pass
        return self.n

    def __getitem__(self, index):
        data = torch.randn((3, 10000))
        target = torch.randn((3, 10000))
        return data, target


def main_worker(rank, world_size):
    model = TestModel().to(rank)
    train_dataset = TestDataset(100)

    dist.init_process_group(backend="nccl", rank=rank, world_size=world_size)

    # 用于分布式训练的数据采样器
    train_sampler = torch.utils.data.distributed.DistributedSampler(
        train_dataset)

    train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_dataset,
                                               batch_size=4,
                                               sampler=train_sampler)
    # 构建分布式数据并行模型
    model = DDP(model, device_ids=[rank])

    optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001)
    criterion = nn.CrossEntropyLoss()

    for epoch in range(1000):
        # 避免数据一致
        train_sampler.set_epoch(epoch)
        for batch_idx, (input, target) in enumerate(train_loader):
            input = input.to(rank)
            target = target.to(rank)

            output = model(input)
            loss = criterion(output, target)
            optimizer.zero_grad()
            loss.backward()
            optimizer.step()
        if rank == 0:
            print("current epoch: {} , loss: {} ".format(epoch, loss.item()))
    print("Done!")


if __name__ == '__main__':

    os.environ["MASTER_ADDR"] = "127.0.0.1"
    os.environ["MASTER_PORT"] = "7777"

    world_size = 2

    # 使用torch.multiprocessing开启多个进程
    mp.spawn(main_worker, args=(world_size, ), nprocs=world_size, join=True)

    # pass
相关推荐
测试开发Kevin26 分钟前
小tip:换行符CRLF 和 LF 的区别以及二者在实际项目中的影响
java·开发语言·python
爱学习的阿磊35 分钟前
使用PyTorch构建你的第一个神经网络
jvm·数据库·python
阿狸OKay36 分钟前
einops 库和 PyTorch 的 einsum 的语法
人工智能·pytorch·python
编码者卢布1 小时前
【Azure Storage Account】Azure Table Storage 跨区批量迁移方案
后端·python·flask
可触的未来,发芽的智生1 小时前
狂想:为AGI代称造字ta,《第三类智慧存在,神的赐名》
javascript·人工智能·python·神经网络·程序人生
那就学有所成吧(˵¯͒¯͒˵)2 小时前
大数据项目(一):Hadoop 云网盘管理系统开发实践
大数据·hadoop·分布式
吴维炜2 小时前
「Python算法」计费引擎系统SKILL.md
python·算法·agent·skill.md·vb coding
FansyMeng2 小时前
VSCode配置anaconda
vscode·python
电饭叔3 小时前
Tkinter Button 括号内的核心参数详解
python·学习
ktoking3 小时前
Stock Agent AI 模型的选股器实现 [五]
人工智能·python