# DIN

以下是本例的简要目录结构及说明：

```text
.
├── README.md            # 文档
├── train.py             # 训练脚本
├── infer.py             # 预测脚本
├── network.py           # 网络结构
├── cluster_train.py     # 多机训练
├── cluster_train.sh     # 多机训练脚本
├── reader.py            # 和读取数据相关的函数
├── data/
    ├── build_dataset.py    # 文本数据转化为paddle数据
    ├── convert_pd.py       # 将原始数据转化为pandas的dataframe
    ├── data_process.sh     # 数据预处理脚本
    ├── remap_id.py         # remap类别id

```

## 简介

DIN模型的介绍可以参阅论文[Deep Interest Network for Click-Through Rate Prediction](https://arxiv.org/abs/1706.06978)。

DIN通过一个兴趣激活模块(Activation Unit)，用预估目标Candidate ADs的信息去激活用户的历史点击商品，以此提取用户与当前预估目标相关的兴趣。

权重高的历史行为表明这部分兴趣和当前广告相关，权重低的则是和广告无关的”兴趣噪声“。我们通过将激活的商品和激活权重相乘，然后累加起来作为当前预估目标ADs相关的兴趣状态表达。

最后我们将这相关的用户兴趣表达、用户静态特征和上下文相关特征，以及ad相关的特征拼接起来，输入到后续的多层DNN网络，最后预测得到用户对当前目标ADs的点击概率。

**目前模型库下模型均要求使用PaddlePaddle 1.6及以上版本或适当的develop版本。**

## 数据下载及预处理

* Step 1: 运行如下命令 下载[Amazon Product数据集](http://jmcauley.ucsd.edu/data/amazon/)并进行预处理
```
cd data && sh data_process.sh && cd ..
```
如果执行过程中遇到找不到某个包（例如pandas包）的报错，使用如下命令安装对应的包即可。
```
pip install pandas
```

**Windows系统下请用户自行下载数据进行解压，下载链接为:[reviews_Electronics](http://snap.stanford.edu/data/amazon/productGraph/categoryFiles/reviews_Electronics_5.json.gz)和[meta_Electronics](http://snap.stanford.edu/data/amazon/productGraph/categoryFiles/meta_Electronics.json.gz)。**


* Step 2: 产生训练集、测试集和config文件
```
python build_dataset.py
```
运行之后在data文件夹下会产生config.txt、paddle_test.txt、paddle_train.txt三个文件

数据格式例子如下：
```
3737 19450;288 196;18486;674;1
3647 4342 6855 3805;281 463 558 674;4206;463;1
1805 4309;87 87;21354;556;1
18209 20753;649 241;51924;610;0
13150;351;41455;792;1
35120 40418;157 714;52035;724;0
```

其中每一行是一个Sample，由分号分隔的5个域组成。前两个域是历史交互的item序列和item对应的类别，第三、四个域是待预测的item和其类别，最后一个域是label，表示点击与否。


## 训练

具体的参数配置说明可通过运行下列代码查看
```
python train.py -h
```

gpu 单机单卡训练
``` bash
CUDA_VISIBLE_DEVICES=1 python -u train.py --config_path 'data/config.txt' --train_dir 'data/paddle_train.txt' --batch_size 32 --epoch_num 100 --use_cuda 1 > log.txt 2>&1 &
```

cpu 单机训练
``` bash
python -u train.py --config_path 'data/config.txt' --train_dir 'data/paddle_train.txt' --batch_size 32 --epoch_num 100 --use_cuda 0 > log.txt 2>&1 &
```

值得注意的是上述单卡训练可以通过加--parallel 1参数使用Parallel Executor来进行加速

gpu 单机多卡训练
``` bash
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 python -u train.py --config_path 'data/config.txt' --train_dir 'data/paddle_train.txt' --batch_size 32 --epoch_num 100 --use_cuda 1 --parallel 1 --num_devices 2 > log.txt 2>&1 &
```

cpu 单机多卡训练
``` bash
CPU_NUM=10 python -u train.py --config_path 'data/config.txt' --train_dir 'data/paddle_train.txt' --batch_size 32 --epoch_num 100 --use_cuda 0 --parallel 1 --num_devices 10 > log.txt 2>&1 &
```


## 训练结果示例

我们在Tesla K40m单GPU卡上训练的日志如下所示(以实际输出为准)
```text
2019-02-22 09:31:51,578 - INFO - reading data begins
2019-02-22 09:32:22,407 - INFO - reading data completes
W0222 09:32:24.151955  7221 device_context.cc:263] Please NOTE: device: 0, CUDA Capability: 35, Driver API Version: 9.0, Runtime API Version: 8.0
W0222 09:32:24.152046  7221 device_context.cc:271] device: 0, cuDNN Version: 7.0.
2019-02-22 09:32:27,797 - INFO - train begins
epoch: 1    global_step: 1000    train_loss: 0.6950        time: 14.64
epoch: 1    global_step: 2000    train_loss: 0.6854        time: 15.41
epoch: 1    global_step: 3000    train_loss: 0.6799        time: 14.84
...
model saved in din_amazon/global_step_50000
...
```

提示：

* 在单机条件下，使用代码中默认的超参数运行时，产生最优auc的global step大致在440000到500000之间

* 训练超出一定的epoch后会稍稍出现过拟合

## 预测
参考如下命令，开始预测.

其中model_path为模型的路径，test_path为测试数据路径。

```
CUDA_VISIBLE_DEVICES=3 python infer.py --model_path 'din_amazon/global_step_400000' --test_path 'data/paddle_test.txt' --use_cuda 1
```

## 预测结果示例
```text
2019-02-22 11:22:58,804 - INFO - TEST --> loss: [0.47005194] auc:0.863794952818
```


## 多机训练
可参考cluster_train.py 配置多机环境

运行命令本地模拟多机场景
```
sh cluster_train.sh
```
