trainer.py 6.8 KB
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Y
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import collections
Y
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Y
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3 4
import py_paddle.swig_paddle as api

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from data_feeder import DataFeeder
Q
qiaolongfei 已提交
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from topology import Topology
Q
qiaolongfei 已提交
7
from . import event as v2_event
Y
Yu Yang 已提交
8 9 10
from . import optimizer as v2_optimizer
from . import parameters as v2_parameters

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__all__ = ['SGD']
Y
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"""
Trainer package
TODO(yuyang18): Complete comments.
"""
Y
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def default_event_handler(event):
Y
Yu Yang 已提交
19 20 21 22 23 24 25
    """
    Default event handler. It will print some log and save mode.

    TODO(yuyang18): Complete it!
    :param event:
    :return:
    """
Y
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26 27 28
    pass


Y
Yu Yang 已提交
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
class SGD(object):
    """
    Simple SGD Trainer.
    TODO(yuyang18): Complete comments

    :param update_equation: The optimizer object.
    :type update_equation: paddle.v2.optimizer.Optimizer
    :param cost: Target cost that neural network should be optimized.
    :type cost: paddle.v2.config_base.Layer
    :param parameters: The parameters dictionary.
    :type parameters: paddle.v2.parameters.Parameters
D
dangqingqing 已提交
40 41 42
    :param extra_layers: Some layers in the neural network graph are not
                         in the path of cost layer.
    :type extra_layers: paddle.v2.config_base.Layer
Y
Yu Yang 已提交
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    """
Y
Yu Yang 已提交
44

Q
qiaolongfei 已提交
45 46 47 48 49 50
    def __init__(self,
                 cost,
                 parameters,
                 update_equation,
                 extra_layers=None,
                 is_local=True):
51

Y
Yu Yang 已提交
52 53 54
        if not isinstance(parameters, v2_parameters.Parameters):
            raise TypeError('parameters should be parameters')

Y
Yu Yang 已提交
55
        if not isinstance(update_equation, v2_optimizer.Optimizer):
Y
Yu Yang 已提交
56 57
            raise TypeError("update equation parameter must be "
                            "paddle.v2.optimizer.Optimizer")
58
        topology = Topology(cost, extra_layers=extra_layers)
Y
Yu Yang 已提交
59
        self.__optimizer__ = update_equation
Y
Yu Yang 已提交
60 61
        self.__topology__ = topology
        self.__parameters__ = parameters
62
        self.__topology_in_proto__ = topology.proto()
Q
qiaolongfei 已提交
63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74
        self.__is_local__ = is_local

        self.__use_sparse_updater__ = self.__topology__.use_sparse_updater()
        # # In local mode, disable sparse_remote_update.
        if is_local:
            self.__use_sparse_updater__ = False
            for param in self.__topology_in_proto__.parameters:
                if param.sparse_remote_update:
                    param.sparse_remote_update = False

        self.__gm_create_mode__ = api.CREATE_MODE_NORMAL if not \
            self.__use_sparse_updater__ else api.CREATE_MODE_SGD_SPARSE_CPU_TRAINING
Y
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75
        self.__data_types__ = topology.data_type()
Y
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76
        gm = api.GradientMachine.createFromConfigProto(
Q
qiaolongfei 已提交
77
            self.__topology_in_proto__, self.__gm_create_mode__,
Y
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            self.__optimizer__.enable_types())
        assert isinstance(gm, api.GradientMachine)
        self.__gradient_machine__ = gm
        self.__gradient_machine__.randParameters()
Y
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82
        parameters.append_gradient_machine(gm)
Y
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83

Y
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84
    def train(self, reader, num_passes=1, event_handler=None, feeding=None):
Y
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85 86 87
        """
        Training method. Will train num_passes of input data.

Y
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88
        :param reader:
Y
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        :param num_passes: The total train passes.
        :param event_handler: Event handler. A method will be invoked when event
                              occurred.
        :type event_handler: (BaseEvent) => None
Y
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93 94
        :param feeding: Feeding is a map of neural network input name and array
                        index that reader returns.
Y
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95
        :type feeding: dict|list
Y
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96 97
        :return:
        """
Y
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98 99 100 101
        if event_handler is None:
            event_handler = default_event_handler
        __check_train_args__(**locals())

Q
qiaolongfei 已提交
102 103 104
        if self.__is_local__:
            updater = self.__optimizer__.create_local_updater()
        else:
Q
qiaolongfei 已提交
105 106
            updater = self.__optimizer__.create_remote_updater(
                num_passes, self.__use_sparse_updater__)
Y
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107
        updater.init(self.__gradient_machine__)
Y
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108

Y
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109 110
        self.__gradient_machine__.start()
        batch_evaluator = self.__gradient_machine__.makeEvaluator()
Y
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111
        assert isinstance(batch_evaluator, api.Evaluator)
Y
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112
        pass_evaluator = self.__gradient_machine__.makeEvaluator()
Y
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113
        assert isinstance(pass_evaluator, api.Evaluator)
Y
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114
        out_args = api.Arguments.createArguments(0)
Y
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115
        feeder = DataFeeder(self.__data_types__, feeding)
Y
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116
        for pass_id in xrange(num_passes):
Y
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117 118
            event_handler(v2_event.BeginPass(pass_id))
            pass_evaluator.start()
Y
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119
            updater.startPass()
Y
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120
            for batch_id, data_batch in enumerate(reader()):
Y
Yu Yang 已提交
121 122 123 124
                batch_evaluator.start()
                event_handler(
                    v2_event.BeginIteration(
                        pass_id=pass_id, batch_id=batch_id))
Y
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125
                pass_type = updater.startBatch(len(data_batch))
Q
qiaolongfei 已提交
126 127 128
                if self.__use_sparse_updater__:
                    self.__gradient_machine__.prefetch(feeder(data_batch))
                    updater.getParametersRemote()
Y
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129 130 131 132
                self.__gradient_machine__.forwardBackward(
                    feeder(data_batch), out_args, pass_type)
                self.__gradient_machine__.eval(pass_evaluator)
                self.__gradient_machine__.eval(batch_evaluator)
L
liaogang 已提交
133 134
                for each_param in self.__gradient_machine__.getNonStaticParameters(
                ):
Y
Yu Yang 已提交
135
                    updater.update(each_param)
Y
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136
                cost_sum = out_args.sum()
Y
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137
                cost = cost_sum / len(data_batch)
Y
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138
                updater.finishBatch(cost)
Y
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139
                batch_evaluator.finish()
Y
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140
                event_handler(
Y
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141
                    v2_event.EndIteration(
Y
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142 143 144 145
                        pass_id=pass_id,
                        batch_id=batch_id,
                        cost=cost,
                        evaluator=batch_evaluator))
Y
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146 147

            updater.finishPass()
Y
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148 149
            pass_evaluator.finish()
            event_handler(v2_event.EndPass(pass_id, evaluator=pass_evaluator))
Y
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150 151
        self.__gradient_machine__.finish()

Y
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152 153
    def test(self, reader, feeding=None):
        feeder = DataFeeder(self.__data_types__, feeding)
Y
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154 155 156
        evaluator = self.__gradient_machine__.makeEvaluator()
        out_args = api.Arguments.createArguments(0)
        evaluator.start()
Y
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157 158
        total_cost = 0
        num_samples = 0.0
Y
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159
        for data_batch in reader():
Y
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160
            num_samples += len(data_batch)
Y
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161 162
            self.__gradient_machine__.forward(
                feeder(data_batch), out_args, api.PASS_TEST)
Y
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163
            total_cost += out_args.sum()
Y
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164
            self.__gradient_machine__.eval(evaluator)
Y
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165

Y
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166
        evaluator.finish()
Y
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167 168
        return v2_event.TestResult(
            evaluator=evaluator, cost=total_cost / num_samples)
Y
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169 170 171


def __check_train_args__(reader, event_handler, **kwargs):
Y
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172 173 174
    """
    Check train function's argument types
    """
Y
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175
    if not callable(reader) or not isinstance(reader(), collections.Iterator):
Y
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176 177
        raise TypeError('train_data_reader should be a function, '
                        'which can return a iterator')
Y
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178
    if not callable(event_handler):
Y
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179
        raise TypeError('event handler should be a function')