From e438926781199e61e68e4d1978a8adfdc95793e6 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: tangwei12 Date: Wed, 21 Mar 2018 11:35:17 +0800 Subject: [PATCH] fluid_cluster_train_cn_doc --- .../howto/cluster/fluid_cluster_train_cn.md | 124 ++++++++++++++++++ 1 file changed, 124 insertions(+) create mode 100644 doc/fluid/howto/cluster/fluid_cluster_train_cn.md diff --git a/doc/fluid/howto/cluster/fluid_cluster_train_cn.md b/doc/fluid/howto/cluster/fluid_cluster_train_cn.md new file mode 100644 index 0000000000..a95dcd180e --- /dev/null +++ b/doc/fluid/howto/cluster/fluid_cluster_train_cn.md @@ -0,0 +1,124 @@ +# Fluid 分布式版本使用指南 +本篇文章将说明在PaddlePaddle Fluid版本下进行分布式训练的配置和执行 + +## 准备工作 +* 可用的集群 + 包含一个或多个计算节点的集群，每一个节点都能够执行PaddlePaddle的训练任务且拥有唯一的IP地址，集群内的所有计算节点可以通过网络相互通信。 +* 安装PaddlePaddle Fluid with Distribute 版本 + 所有的计算节点上均需要按照分布式版本的PaddlePaddle, 在用于GPU等设备的机器上还需要额外安装好相应的驱动程序和CUDA的库。 + **注意：**当前对外提供的PaddlePaddle版本并不支持分布式，需要通过源码重新编译。编译和安装方法参见[编译和安装指南](http://www.paddlepaddle.org/docs/develop/documentation/en/getstarted/build_and_install/index_en.html)。 + cmake编译命令中需要将WITH_DISTRIBUTE设置为ON，下面是一个cmake编译指令示例： +``` +cmake .. -DWITH_DOC=OFF -DWITH_GPU=OFF -DWITH_DISTRIBUTE=ON -DWITH_SWIG_PY=ON -DWITH_PYTHON=ON +``` + +## 更新训练脚本 +这里，我们以[Deep Learing 101](http://www.paddlepaddle.org/docs/develop/book/01.fit_a_line/index.html)课程中的第一章 fit a line 为例。 +### 单机训练脚本示例 +```python +import paddle.v2 as paddle +import paddle.fluid as fluid + +x = fluid.layers.data(name='x', shape=[13], dtype='float32') +y_predict = fluid.layers.fc(input=x, size=1, act=None) +y = fluid.layers.data(name='y', shape=[1], dtype='float32') + +cost = fluid.layers.square_error_cost(input=y_predict, label=y) +avg_cost = fluid.layers.mean(x=cost) + +sgd_optimizer = fluid.optimizer.SGD(learning_rate=0.001) +sgd_optimizer.minimize(avg_cost) + +BATCH_SIZE = 20 + +train_reader = paddle.batch( + paddle.reader.shuffle( + paddle.dataset.uci_housing.train(), buf_size=500), + batch_size=BATCH_SIZE) + +place = fluid.CPUPlace() +feeder = fluid.DataFeeder(place=place, feed_list=[x, y]) +exe = fluid.Executor(place) + +exe.run(fluid.default_startup_program()) + +PASS_NUM = 100 +for pass_id in range(PASS_NUM): + fluid.io.save_persistables(exe, "./fit_a_line.model/") + fluid.io.load_persistables(exe, "./fit_a_line.model/") + for data in train_reader(): + avg_loss_value, = exe.run(fluid.default_main_program(), + feed=feeder.feed(data), + fetch_list=[avg_cost]) + + if avg_loss_value[0] < 10.0: + exit(0) # if avg cost less than 10.0, we think our code is good. +exit(1) +``` + +我们创建了一个简单的全连接神经网络程序，并且通过fluid的Executor执行了100次迭代,现在我们需要将该非分布式版本的程序更新为分布式版本的程序。 +### 介绍Parameter Server +在非分布式版本的训练脚本中，只存在Trainer一种角色，它不仅处理常规的计算任务，也处理参数相关的计算和保存任务。在分布式版本的训练过程中，由于存在多个trainer节点进行同样的数据计算任务，因此需要有一个中心化的节点来统一处理参数相关的保存和分配。在PaddlePaddle中，我们称这样的节点为Parameter Server。 +![](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/doc/howto/cluster/src/trainer.png) +**因此，在分布式的Fluid环境中，我们有两个角色需要创建，分别是 Parameter Server 和 Trainer** + +### 分布式训练 +Fliud专门提供了工具"**Distributed Transpiler**"用于将单机版的训练程序转换为分布式版本的训练程序。工具背后的理念是找出程序的优化算子和梯度参数，将他们分隔为两部分，通过send/recive 操作算子进行连接,优化算子和梯度参数可以在优化器的minimize函数的返回值中获取到。 +```python +optimize_ops, params_grads = sgd_optimizer.minimize(avg_cost) +``` +将Distributed Transpiler、优化算子 和梯度函数放在一个代码中如下： +```python +... #define the program, cost, and create sgd optimizer + +optimize_ops, params_grads = sgd_optimizer.minimize(avg_cost) #get optimize OPs and gradient parameters + +t = fluid.DistributeTranspiler() # create the transpiler instance +# slice the program into 2 pieces with optimizer_ops and gradient parameters list, as well as pserver_endpoints, which is a comma separated list of [IP:PORT] and number of trainers +t.transpile(optimize_ops, params_grads, pservers=pserver_endpoints, trainers=2) + +... #create executor + +# in pserver, run this +#current_endpoint here means current pserver IP:PORT you wish to run on +pserver_prog = t.get_pserver_program(current_endpoint) +pserver_startup = t.get_startup_program(current_endpoint, pserver_prog) +exe.run(pserver_startup) +exe.run(pserver_prog) + +# in trainer, run this +... # define data reader +exe.run(fluid.default_startup_program()) +for pass_id in range(100): + for data in train_reader(): + exe.run(t.get_trainer_program()) +``` +### 分布式训练脚本运行说明 +分布式任务的运行需要外部指定多个参数： +```table +| 参数名 | 值类型 | 说明 | 示例 | +| trainer_id | int | 当前训练节点的ID，训练节点ID编号为0 - n-1， n为trainers的值 | 0/1/2/3 | +| pservers | str | parameter server 列表 | 127.0.0.1:6710,127.0.0.1:6711 | +| trainers | int | 训练节点的总个数，>0的数字 | | +| server_endpoint | str | 当前所起的服务节点的IP:PORT | 127.0.0.1:8789 | +| training_role | str | 节点角色， TRAINER/PSERVER | PSERVER | +``` +启动顺序，先启动全部的Pserver后，再启动TRAINER。 +**其中：training_role 是用来区分当前所起服务的角色的，用于训练程序中，用户可根据需要自行定义，其他参数为fluid.DistributeTranspiler的transpile函数所需要，需要在调用函数前进行定义，至于如何从外部环境传入，用户可自定义。** + +### DEMO +完整的demo代码位于fluid的test目录下的[book](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/fluid/tests/book/test_fit_a_line.py)中。 +``` +cd /paddle/python/paddle/fluid/tests/book +``` +第一步：启动Parameter Server, 启动Parameter Server的命令： +``` +PADDLE_INIT_PORT=6174 PADDLE_INIT_PSERVERS=192.168.1.2 TRAINERS=2 POD_IP=192.168.1.2 PADDLE_INIT_TRAINER_ID=1 TRAINING_ROLE=PSERVER python test_fit_a_line.py +``` +执行命令后请等待出现提示： ```Server listening on 192.168.1.2:6174 ``` +第二步：启动trainer, 启动trainer的命令： +``` +PADDLE_INIT_PORT=6174 PADDLE_INIT_PSERVERS=192.168.1.3 TRAINERS=2 POD_IP=192.168.1.3 PADDLE_INIT_TRAINER_ID=1 TRAINING_ROLE=TRAINER python test_fit_a_line.py +``` +由于我们定义的Trainer的数量是2个，因此需要在另外一个计算节点上再启动一个Trainer。 +现在我们就启动了一个包含一个Parameter Server 和两个Trainer的分布式训练任务。 -- GitLab