# Language Model

## Transformer-XL

以下是本例的简要目录结构及说明：

```text
.
├── configs/                # 配置文件
├── eval.py                 # 预测脚本
├── gen_data.sh             # 数据下载脚本
├── mem_transformer.py      # 模型组网
├── reader.py               # 数据读取接口
├── README.md               # 文档
├── train.py                # 训练脚本
└── utils/                  # 数据处理工具
```

## 模型简介

本项目是语言模型 Transformer-XL 的 PaddlePaddle 实现， 包含模型训练，预测等内容。


## 快速开始

### 安装说明

1. paddle安装

    本项目依赖于 PaddlePaddle 2.0rc1及以上版本或适当的develop版本，请参考 [安装指南](https://www.paddlepaddle.org.cn/install/quick) 进行安装

2. 下载代码

    克隆代码库到本地

3. 环境依赖

    该模型使用PaddlePaddle，关于环境依赖部分，请先参考PaddlePaddle[安装说明](https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/install/index_cn.html)关于环境依赖部分的内容。
    此外，需要另外涉及：
      * attrdict
      * pyyaml



### 数据准备

公开数据集：enwik8、text8、wt103 多用于语言模型的 benchmark 测试。输出获取与处理方式如下：

```shell
bash gen_data.sh
```

会在当前路径下的 ./gen_data/ 路径下生成我们需要的数据。


### 单机训练

### 单机单卡

以提供的 enwik8 数据为例，可以执行以下命令进行模型训练：

``` sh
# setting visible devices for training
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
python train.py --config ./configs/enwik8.yaml
```

可以在 enwik8.yaml 文件中设置相应的参数，比如 `batch_size`、`epoch` 等。

如果要更换成 wt103 数据集进行训练，可以在执行的时候通过 `--config` 指定对应的配置文件即可。

``` sh
# setting visible devices for training
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
python train.py --config ./configs/wt103.yaml
```

#### 使用 CPU 进行训练

如果要使用 CPU 进行训练，可以修改 `configs/` 路径下，对应的配置文件中的 `use_gpu` 配置为 `False`，用相同的方式启动训练即可使用 CPU 进行训练。

``` sh
python train.py --config ./configs/enwik8.yaml
```

### 单机多卡

同样，可以执行如下命令实现八卡训练：

``` sh
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3,4,5,6,7
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0,1,2,3,4,5,6,7" train.py --config ./configs/enwik8.yaml
```

### 恢复训练

若需要从之前的 checkpoint 开始继续训练，可以设置 `configs/` 路径中对应的配置文件中的参数 `init_from_checkpoint` 可载入之前的 checkpoint（包括 optimizer 的信息）继续训练。指定的方式是，指定到模型的 checkpoint 保存的路径。比如，指定成 `./trained_models/step_final/`，该路径下的目录结构如下：

```text
.
├── mem_transformer.pdopt                   # 存储的优化器相关信息
└── mem_transformer.pdparams                # 存储模型参数相关信息
```

若只是从之前训练的参数开始重新训练，无需载入 optimizer 信息，可以设置对应的配置文件中的参数 `init_from_pretrain_model` 可载入指定的参数，从头开始训练。指定的方式也是类似，指定到模型保存的参数文件 `mem_transformer.pdparams` 的路径，比如 `./trained_models/step_final/`。

### 模型推断

以 enwik8 数据为例，模型训练完成后可以执行以下命令可以进行预测：

``` sh
# setting visible devices for prediction
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
python eval.py --config ./configs/enwik8.yaml
```

同理，可以通过指定 `--config` 选项来选择需要的数据集对应的配置文件。

``` sh
# setting visible devices for prediction
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
python eval.py --config ./configs/wt103.yaml
```

完成推断之后，会将显示在验证集和测试集上的 loss 的结果。

## 参考文献

[Transformer-XL: Attentive Language Models Beyond a Fixed-Length Context](http://arxiv.org/abs/1901.02860)