trainer.py 6.6 KB
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Q
qijun 已提交
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"""
Q
qijun 已提交
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Module Trainer
Q
qijun 已提交
3
"""
Y
Yu Yang 已提交
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import collections
Y
Yu Yang 已提交
5

Y
Yu Yang 已提交
6 7
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
10
from . import event as v2_event
Y
Yu Yang 已提交
11 12 13
from . import optimizer as v2_optimizer
from . import parameters as v2_parameters

14
__all__ = ['SGD']
Q
qijun 已提交
15

Y
Yu Yang 已提交
16 17

def default_event_handler(event):
Y
Yu Yang 已提交
18 19 20 21 22 23 24
    """
    Default event handler. It will print some log and save mode.

    TODO(yuyang18): Complete it!
    :param event:
    :return:
    """
Y
Yu Yang 已提交
25 26 27
    pass


Y
Yu Yang 已提交
28 29 30
class SGD(object):
    """
    Simple SGD Trainer.
Q
qijun 已提交
31 32
    SGD Trainer combines data reader, network topolopy and update_equation together
    to train/test a neural network.
Y
Yu Yang 已提交
33 34 35 36 37 38 39

    :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
43
    """
Y
Yu Yang 已提交
44

45
    def __init__(self, cost, parameters, update_equation, extra_layers=None):
46

Y
Yu Yang 已提交
47 48 49
        if not isinstance(parameters, v2_parameters.Parameters):
            raise TypeError('parameters should be parameters')

Y
Yu Yang 已提交
50
        if not isinstance(update_equation, v2_optimizer.Optimizer):
Y
Yu Yang 已提交
51 52
            raise TypeError("update equation parameter must be "
                            "paddle.v2.optimizer.Optimizer")
53
        topology = Topology(cost, extra_layers=extra_layers)
Y
Yu Yang 已提交
54
        self.__optimizer__ = update_equation
Y
Yu Yang 已提交
55 56
        self.__topology__ = topology
        self.__parameters__ = parameters
57
        self.__topology_in_proto__ = topology.proto()
58 59 60 61 62 63

        # In local mode, disable sparse_remote_update.
        for param in self.__topology_in_proto__.parameters:
            if param.sparse_remote_update:
                param.sparse_remote_update = False

Y
Yu Yang 已提交
64
        self.__data_types__ = topology.data_type()
Y
Yu Yang 已提交
65 66 67 68 69 70
        gm = api.GradientMachine.createFromConfigProto(
            self.__topology_in_proto__, api.CREATE_MODE_NORMAL,
            self.__optimizer__.enable_types())
        assert isinstance(gm, api.GradientMachine)
        self.__gradient_machine__ = gm
        self.__gradient_machine__.randParameters()
Y
Yu Yang 已提交
71
        parameters.append_gradient_machine(gm)
Y
Yu Yang 已提交
72

Y
Yu Yang 已提交
73
    def train(self, reader, num_passes=1, event_handler=None, feeding=None):
Y
Yu Yang 已提交
74 75 76
        """
        Training method. Will train num_passes of input data.

Q
qijun 已提交
77 78 79
        :param reader: A reader that reads and yeilds data items. Usually we use a
                       batched reader to do mini-batch training.
        :type reader: collections.Iterable
Y
Yu Yang 已提交
80 81 82 83
        :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
Yu Yang 已提交
84 85 86
        :param feeding: Feeding is a map of neural network input name and array
                        index that reader returns.
        :type feeding: dict
Y
Yu Yang 已提交
87 88
        :return:
        """
Y
Yu Yang 已提交
89 90 91 92 93
        if event_handler is None:
            event_handler = default_event_handler
        __check_train_args__(**locals())

        updater = self.__optimizer__.create_local_updater()
Y
Yu Yang 已提交
94
        updater.init(self.__gradient_machine__)
Y
Yu Yang 已提交
95

Y
Yu Yang 已提交
96 97
        self.__gradient_machine__.start()
        batch_evaluator = self.__gradient_machine__.makeEvaluator()
Y
Yu Yang 已提交
98
        assert isinstance(batch_evaluator, api.Evaluator)
Y
Yu Yang 已提交
99
        pass_evaluator = self.__gradient_machine__.makeEvaluator()
Y
Yu Yang 已提交
100
        assert isinstance(pass_evaluator, api.Evaluator)
Y
Yu Yang 已提交
101
        out_args = api.Arguments.createArguments(0)
Y
Yu Yang 已提交
102
        feeder = DataFeeder(self.__data_types__, feeding)
Y
Yu Yang 已提交
103
        for pass_id in xrange(num_passes):
Y
Yu Yang 已提交
104 105
            event_handler(v2_event.BeginPass(pass_id))
            pass_evaluator.start()
Y
Yu Yang 已提交
106
            updater.startPass()
Y
Yu Yang 已提交
107
            for batch_id, data_batch in enumerate(reader()):
Y
Yu Yang 已提交
108 109 110 111
                batch_evaluator.start()
                event_handler(
                    v2_event.BeginIteration(
                        pass_id=pass_id, batch_id=batch_id))
Y
Yu Yang 已提交
112
                pass_type = updater.startBatch(len(data_batch))
Y
Yu Yang 已提交
113 114 115 116
                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
117 118
                for each_param in self.__gradient_machine__.getNonStaticParameters(
                ):
Y
Yu Yang 已提交
119
                    updater.update(each_param)
Y
Yu Yang 已提交
120
                cost_sum = out_args.sum()
Y
Yu Yang 已提交
121
                cost = cost_sum / len(data_batch)
Y
Yu Yang 已提交
122
                updater.finishBatch(cost)
Y
Yu Yang 已提交
123
                batch_evaluator.finish()
Y
Yu Yang 已提交
124
                event_handler(
Y
Yu Yang 已提交
125
                    v2_event.EndIteration(
Y
Yu Yang 已提交
126 127 128 129
                        pass_id=pass_id,
                        batch_id=batch_id,
                        cost=cost,
                        evaluator=batch_evaluator))
Y
Yu Yang 已提交
130 131

            updater.finishPass()
Y
Yu Yang 已提交
132 133
            pass_evaluator.finish()
            event_handler(v2_event.EndPass(pass_id, evaluator=pass_evaluator))
Y
Yu Yang 已提交
134 135
        self.__gradient_machine__.finish()

Y
Yu Yang 已提交
136
    def test(self, reader, feeding=None):
Q
qijun 已提交
137 138 139 140
        """
        Testing method. Will test input data.

        :param reader: A reader that reads and yeilds data items.
Q
qijun 已提交
141
        :type reader: collections.Iterable  
Q
qijun 已提交
142 143 144 145 146
        :param feeding: Feeding is a map of neural network input name and array
                        index that reader returns.
        :type feeding: dict
        :return:
        """
Y
Yu Yang 已提交
147
        feeder = DataFeeder(self.__data_types__, feeding)
Y
Yu Yang 已提交
148 149 150
        evaluator = self.__gradient_machine__.makeEvaluator()
        out_args = api.Arguments.createArguments(0)
        evaluator.start()
Y
Yu Yang 已提交
151 152
        total_cost = 0
        num_samples = 0.0
Y
Yu Yang 已提交
153
        for data_batch in reader():
Y
Yu Yang 已提交
154
            num_samples += len(data_batch)
Y
Yu Yang 已提交
155 156
            self.__gradient_machine__.forward(
                feeder(data_batch), out_args, api.PASS_TEST)
Y
Yu Yang 已提交
157
            total_cost += out_args.sum()
Y
Yu Yang 已提交
158
            self.__gradient_machine__.eval(evaluator)
Y
Yu Yang 已提交
159

Y
Yu Yang 已提交
160
        evaluator.finish()
Y
Yu Yang 已提交
161 162
        return v2_event.TestResult(
            evaluator=evaluator, cost=total_cost / num_samples)
Y
Yu Yang 已提交
163 164 165


def __check_train_args__(reader, event_handler, **kwargs):
Y
Yu Yang 已提交
166 167 168
    """
    Check train function's argument types
    """
Y
Yu Yang 已提交
169
    if not callable(reader) or not isinstance(reader(), collections.Iterator):
Y
Yu Yang 已提交
170 171
        raise TypeError('train_data_reader should be a function, '
                        'which can return a iterator')
Y
Yu Yang 已提交
172
    if not callable(event_handler):
Y
Yu Yang 已提交
173
        raise TypeError('event handler should be a function')