【基础岛·第5关】XTuner 微调个人小助手认知
- 1. 基本概念
- 2. 准备工作
- 2.1 创建cuda12.2-conda的开发机
- 2.2 环境准备
- 2.3 安装xtuner
- 2.4 模型准备
- 3. 快速开始
- 3.1 微调前
- 3.2 指令跟随微调
- 3.2.1 准数据文件
- 3.2.2 准备配置文件
- 3.2.2.1 列出支持的配置文件
- 3.2.2.2 复制一个预设的配置文件
- 3.2.2.3 对配置文件进行修改
- 3.2.3 启动微调
- 3.2.4 模型格式转换
- 3.2.5 模型合并
- 3.3 微调后
1. 基本概念
//todo
2. 准备工作
2.1 创建cuda12.2-conda的开发机
略
2.2 环境准备
# 创建虚拟环境
conda create -n xtuner0121 python=3.10 -y
# 激活虚拟环境（注意：后续的所有操作都需要在这个虚拟环境中进行）
conda activate xtuner0121
# 安装一些必要的库
conda install pytorch==2.1.2 torchvision==0.16.2 torchaudio==2.1.2 pytorch-cuda=12.1 -c pytorch -c nvidia -y
# 安装其他依赖
pip install transformers==4.39.3
pip install streamlit==1.36.0
2.3 安装xtuner
# 创建一个目录，用来存放源代码
mkdir -p /root/InternLM/code
cd /root/InternLM/code
git clone -b v0.1.21 https://github.com/InternLM/XTuner /root/InternLM/code/XTuner
# 进入到源码目录
cd /root/InternLM/code/XTuner
conda activate xtuner0121
# 执行安装
pip install -e '.[deepspeed]'
验证结果
xtuner version
2.4 模型准备
开发机中已经提供了模型本地文件，不需要再下载。通过以下代码一键通过符号链接的方式链接到模型文件，这样既节省了空间，也便于管理。
# 创建一个目录，用来存放微调的所有资料，后续的所有操作都在该路径中进行
mkdir -p /root/InternLM/XTuner
cd /root/InternLM/XTuner
mkdir -p Shanghai_AI_Laboratory
ln -s /root/share/new_models/Shanghai_AI_Laboratory/internlm2-chat-1_8b Shanghai_AI_Laboratory/internlm2-chat-1_8b
安装tree命令来惯常目录结构
apt-get install -y tree
tree -l
3. 快速开始
3.1 微调前
准备一个Streamlit程序的脚本
import copy
import warnings
from dataclasses import asdict, dataclass
from typing import Callable, List, Optional
import streamlit as st
import torch
from torch import nn
from transformers.generation.utils import (LogitsProcessorList,
StoppingCriteriaList)
from transformers.utils import logging
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM # isort: skip
logger = logging.get_logger(__name__)
model_name_or_path = "/root/InternLM/XTuner/Shanghai_AI_Laboratory/internlm2-chat-1_8b"
@dataclass
class GenerationConfig:
# this config is used for chat to provide more diversity
max_length: int = 2048
top_p: float = 0.75
temperature: float = 0.1
do_sample: bool = True
repetition_penalty: float = 1.000
@torch.inference_mode()
def generate_interactive(
model,
tokenizer,
prompt,
generation_config: Optional[GenerationConfig] = None,
logits_processor: Optional[LogitsProcessorList] = None,
stopping_criteria: Optional[StoppingCriteriaList] = None,
prefix_allowed_tokens_fn: Optional[Callable[[int, torch.Tensor],
List[int]]] = None,
additional_eos_token_id: Optional[int] = None,
**kwargs,
):
inputs = tokenizer([prompt], padding=True, return_tensors='pt')
input_length = len(inputs['input_ids'][0])
for k, v in inputs.items():
inputs[k] = v.cuda()
input_ids = inputs['input_ids']
_, input_ids_seq_length = input_ids.shape[0], input_ids.shape[-1]
if generation_config is None:
generation_config = model.generation_config
generation_config = copy.deepcopy(generation_config)
model_kwargs = generation_config.update(**kwargs)
bos_token_id, eos_token_id = ( # noqa: F841 # pylint: disable=W0612
generation_config.bos_token_id,
generation_config.eos_token_id,
)
if isinstance(eos_token_id, int):
eos_token_id = [eos_token_id]
if additional_eos_token_id is not None:
eos_token_id.append(additional_eos_token_id)
has_default_max_length = kwargs.get(
'max_length') is None and generation_config.max_length is not None
if has_default_max_length and generation_config.max_new_tokens is None:
warnings.warn(
f"Using 'max_length''s default ({repr(generation_config.max_length)}) \
to control the generation length. "
'This behaviour is deprecated and will be removed from the \
config in v5 of Transformers -- we'
' recommend using `max_new_tokens` to control the maximum \
length of the generation.',
UserWarning,
)
elif generation_config.max_new_tokens is not None:
generation_config.max_length = generation_config.max_new_tokens + \
input_ids_seq_length
if not has_default_max_length:
logger.warn( # pylint: disable=W4902
f"Both 'max_new_tokens' (={generation_config.max_new_tokens}) "
f"and 'max_length'(={generation_config.max_length}) seem to "
"have been set. 'max_new_tokens' will take precedence. "
'Please refer to the documentation for more information. '
'(https://huggingface.co/docs/transformers/main/'
'en/main_classes/text_generation)',
UserWarning,
)
if input_ids_seq_length >= generation_config.max_length:
input_ids_string = 'input_ids'
logger.warning(
f"Input length of {input_ids_string} is {input_ids_seq_length}, "
f"but 'max_length' is set to {generation_config.max_length}. "
'This can lead to unexpected behavior. You should consider'
" increasing 'max_new_tokens'.")
# 2. Set generation parameters if not already defined
logits_processor = logits_processor if logits_processor is not None \
else LogitsProcessorList()
stopping_criteria = stopping_criteria if stopping_criteria is not None \
else StoppingCriteriaList()
logits_processor = model._get_logits_processor(
generation_config=generation_config,
input_ids_seq_length=input_ids_seq_length,
encoder_input_ids=input_ids,
prefix_allowed_tokens_fn=prefix_allowed_tokens_fn,
logits_processor=logits_processor,
)
stopping_criteria = model._get_stopping_criteria(
generation_config=generation_config,
stopping_criteria=stopping_criteria)
logits_warper = model._get_logits_warper(generation_config)
unfinished_sequences = input_ids.new(input_ids.shape[0]).fill_(1)
scores = None
while True:
model_inputs = model.prepare_inputs_for_generation(
input_ids, **model_kwargs)
# forward pass to get next token
outputs = model(
**model_inputs,
return_dict=True,
output_attentions=False,
output_hidden_states=False,
)
next_token_logits = outputs.logits[:, -1, :]
# pre-process distribution
next_token_scores = logits_processor(input_ids, next_token_logits)
next_token_scores = logits_warper(input_ids, next_token_scores)
# sample
probs = nn.functional.softmax(next_token_scores, dim=-1)
if generation_config.do_sample:
next_tokens = torch.multinomial(probs, num_samples=1).squeeze(1)
else:
next_tokens = torch.argmax(probs, dim=-1)
# update generated ids, model inputs, and length for next step
input_ids = torch.cat([input_ids, next_tokens[:, None]], dim=-1)
model_kwargs = model._update_model_kwargs_for_generation(
outputs, model_kwargs, is_encoder_decoder=False)
unfinished_sequences = unfinished_sequences.mul(
(min(next_tokens != i for i in eos_token_id)).long())
output_token_ids = input_ids[0].cpu().tolist()
output_token_ids = output_token_ids[input_length:]
for each_eos_token_id in eos_token_id:
if output_token_ids[-1] == each_eos_token_id:
output_token_ids = output_token_ids[:-1]
response = tokenizer.decode(output_token_ids)
yield response
# stop when each sentence is finished
# or if we exceed the maximum length
if unfinished_sequences.max() == 0 or stopping_criteria(
input_ids, scores):
break
def on_btn_click():
del st.session_state.messages
@st.cache_resource
def load_model():
model = (AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_name_or_path,
trust_remote_code=True).to(
torch.bfloat16).cuda())
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name_or_path,
trust_remote_code=True)
return model, tokenizer
def prepare_generation_config():
with st.sidebar:
max_length = st.slider('Max Length',
min_value=8,
max_value=32768,
value=2048)
top_p = st.slider('Top P', 0.0, 1.0, 0.75, step=0.01)
temperature = st.slider('Temperature', 0.0, 1.0, 0.1, step=0.01)
st.button('Clear Chat History', on_click=on_btn_click)
generation_config = GenerationConfig(max_length=max_length,
top_p=top_p,
temperature=temperature)
return generation_config
user_prompt = '<|im_start|>user\n{user}<|im_end|>\n'
robot_prompt = '<|im_start|>assistant\n{robot}<|im_end|>\n'
cur_query_prompt = '<|im_start|>user\n{user}<|im_end|>\n\
<|im_start|>assistant\n'
def combine_history(prompt):
messages = st.session_state.messages
meta_instruction = ('')
total_prompt = f"<s><|im_start|>system\n{meta_instruction}<|im_end|>\n"
for message in messages:
cur_content = message['content']
if message['role'] == 'user':
cur_prompt = user_prompt.format(user=cur_content)
elif message['role'] == 'robot':
cur_prompt = robot_prompt.format(robot=cur_content)
else:
raise RuntimeError
total_prompt += cur_prompt
total_prompt = total_prompt + cur_query_prompt.format(user=prompt)
return total_prompt
def main():
# torch.cuda.empty_cache()
print('load model begin.')
model, tokenizer = load_model()
print('load model end.')
st.title('InternLM2-Chat-1.8B')
generation_config = prepare_generation_config()
# Initialize chat history
if 'messages' not in st.session_state:
st.session_state.messages = []
# Display chat messages from history on app rerun
for message in st.session_state.messages:
with st.chat_message(message['role'], avatar=message.get('avatar')):
st.markdown(message['content'])
# Accept user input
if prompt := st.chat_input('What is up?'):
# Display user message in chat message container
with st.chat_message('user'):
st.markdown(prompt)
real_prompt = combine_history(prompt)
# Add user message to chat history
st.session_state.messages.append({
'role': 'user',
'content': prompt,
})
with st.chat_message('robot'):
message_placeholder = st.empty()
for cur_response in generate_interactive(
model=model,
tokenizer=tokenizer,
prompt=real_prompt,
additional_eos_token_id=92542,
**asdict(generation_config),
):
# Display robot response in chat message container
message_placeholder.markdown(cur_response + '▌')
message_placeholder.markdown(cur_response)
# Add robot response to chat history
st.session_state.messages.append({
'role': 'robot',
'content': cur_response, # pylint: disable=undefined-loop-variable
})
torch.cuda.empty_cache()
if __name__ == '__main__':
main()
运行：
conda activate xtuner0121
streamlit run /root/InternLM/Tutorial/tools/xtuner_streamlit_demo.py
端口映射之后再本地访问：
ssh -CNg -L 8501:127.0.0.1:8501 root@ssh.intern-ai.org.cn -p 43551
3.2 指令跟随微调
下面我们对模型进行微调，让模型认识到自己的弟位，了解它自己是你的一个助手。
3.2.1 准数据文件
为了让模型能够认清自己的身份弟位，在询问自己是谁的时候按照我们预期的结果进行回复，我们就需要通过在微调数据集中大量加入这样的数据。我们准备一个数据集文件datas/assistant.json，文件内容为对话数据。
cd /root/InternLM/XTuner
mkdir -p datas
touch datas/assistant.json
为了简化数据文件准备，我们也可以通过脚本生成的方式来准备数据。创建一个脚本文件
xtuner_generate_assistant.py ：
cd /root/InternLM/XTuner
touch xtuner_generate_assistant.py
输入脚本内容并保存：xtuner_generate_assistant.py
为了训练出自己的小助手，需要将脚本中name后面的内容修改为你自己的名称。
将对应的name进行修改（在第4行的位置）
- name = '伍鲜同志'
- name = "陈佳佳通知"
假如想要让微调后的模型能够完完全全认识到你的身份，我们还可以把第6行的n的值调大一点。不过n值太大的话容易导致过拟合，无法有效回答其他问题。
然后执行该脚本来生成数据文件。
准备好数据文件后，我们的目录结构应该是这样子的。
目录结构
3.2.2 准备配置文件
在准备好了模型和数据集后，我们就要根据我们选择的微调方法结合微调方案来找到与我们最匹配的配置文件了，从而减少我们对配置文件的修改量。
配置文件其实是一种用于定义和控制模型训练和测试过程中各个方面的参数和设置的工具。
3.2.2.1 列出支持的配置文件
XTuner 提供多个开箱即用的配置文件，可以通过以下命令查看。
xtuner list-cfg 命令用于列出内置的所有配置文件。参数 -p 或 --pattern 表示模式匹配，后面跟着的内容将会在所有的配置文件里进行模糊匹配搜索，然后返回最有可能得内容。比如我们这里微调的是书生·浦语的模型，我们就可以匹配搜索 internlm2。
conda activate xtuner0121
xtuner list-cfg -p internlm2
配置文件名的解释
3.2.2.2 复制一个预设的配置文件
由于我们是对internlm2-chat-1_8b模型进行指令微调，所以与我们的需求最匹配的配置文件是 internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3，这里就复制该配置文件。
xtuner copy-cfg 命令用于复制一个内置的配置文件。该命令需要两个参数：CONFIG 代表需要复制的配置文件名称，SAVE_PATH 代表复制的目标路径。在我们的输入的这个命令中，我们的 CONFIG 对应的是上面搜索到的 internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3 ,而 SAVE_PATH 则是当前目录 .。
cd /root/InternLM/XTuner
conda activate xtuner0121
xtuner copy-cfg internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3 .
复制好配置文件后，我们的目录结构应该是这样子的。
目录结构
3.2.2.3 对配置文件进行修改
在选择了一个最匹配的配置文件并准备好其他内容后，下面我们要做的事情就是根据我们自己的内容对该配置文件进行调整，使其能够满足我们实际训练的要求。
配置文件介绍
在 PART 1 的部分，由于我们不再需要在 HuggingFace 上自动下载模型，因此我们先要更换模型的路径以及数据集的路径为我们本地的路径。
为了训练过程中能够实时观察到模型的变化情况，XTuner 贴心的推出了一个 evaluation_inputs 的参数来让我们能够设置多个问题来确保模型在训练过程中的变化是朝着我们想要的方向前进的。我们可以添加自己的输入。
在 PART 3 的部分，由于我们准备的数据集是 JSON 格式的数据，并且对话内容已经是 input 和 output 的数据对，所以不需要进行格式转换。
#######################################################################
# PART 1 Settings #
#######################################################################
- pretrained_model_name_or_path = 'internlm/internlm2-chat-1_8b'
+ pretrained_model_name_or_path = '/root/InternLM/XTuner/Shanghai_AI_Laboratory/internlm2-chat-1_8b'
- alpaca_en_path = 'tatsu-lab/alpaca'
+ alpaca_en_path = 'datas/assistant.json'
evaluation_inputs = [
- '请给我介绍五个上海的景点', 'Please tell me five scenic spots in Shanghai'
+ '请介绍一下你自己', 'Please introduce yourself'
]
#######################################################################
# PART 3 Dataset & Dataloader #
#######################################################################
alpaca_en = dict(
type=process_hf_dataset,
- dataset=dict(type=load_dataset, path=alpaca_en_path),
+ dataset=dict(type=load_dataset, path='json', data_files=dict(train=alpaca_en_path)),
tokenizer=tokenizer,
max_length=max_length,
- dataset_map_fn=alpaca_map_fn,
+ dataset_map_fn=None,
template_map_fn=dict(
type=template_map_fn_factory, template=prompt_template),
remove_unused_columns=True,
shuffle_before_pack=True,
pack_to_max_length=pack_to_max_length,
use_varlen_attn=use_varlen_attn)
除此之外，我们还可以对一些重要的参数进行调整，包括学习率（lr）、训练的轮数（max_epochs）等等。
常用参数介绍
修改完后的完整的配置文件是：configs/internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py。
可以直接复制到当前目录。
cd /root/InternLM/XTuner
cp /root/InternLM/Tutorial/configs/internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py ./
internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py
3.2.3 启动微调
完成了所有的准备工作后，我们就可以正式的开始我们下一阶段的旅程：XTuner 启动~！
当我们准备好了所有内容，我们只需要将使用 xtuner train 命令令即可开始训练。
xtuner train 命令用于启动模型微调进程。该命令需要一个参数：CONFIG 用于指定微调配置文件。这里我们使用修改好的配置文件 internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py。
训练过程中产生的所有文件，包括日志、配置文件、检查点文件、微调后的模型等，默认保存在 work_dirs 目录下，我们也可以通过添加 --work-dir 指定特定的文件保存位置。
cd /root/InternLM/XTuner
conda activate xtuner0121
xtuner train ./internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py
在训练完后，我们的目录结构应该是这样子的。
目录结构
3.2.4 模型格式转换
模型转换的本质其实就是将原本使用 Pytorch 训练出来的模型权重文件转换为目前通用的 HuggingFace 格式文件，那么我们可以通过以下命令来实现一键转换。
我们可以使用 xtuner convert pth_to_hf 命令来进行模型格式转换。
xtuner convert pth_to_hf 命令用于进行模型格式转换。该命令需要三个参数：CONFIG 表示微调的配置文件， PATH_TO_PTH_MODEL 表示微调的模型权重文件路径，即要转换的模型权重， SAVE_PATH_TO_HF_MODEL 表示转换后的 HuggingFace 格式文件的保存路径。
除此之外，我们其实还可以在转换的命令中添加几个额外的参数，包括：
参数名 解释
--fp32 代表以fp32的精度开启，假如不输入则默认为fp16
--max-shard-size {GB} 代表每个权重文件最大的大小（默认为2GB）
先获取最后保存的一个pth文件
pth_file=`ls -t ./work_dirs/internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy/*.pth | head -n 1`
export MKL_SERVICE_FORCE_INTEL=1
export MKL_THREADING_LAYER=GNU
xtuner convert pth_to_hf ./internlm2_chat_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py ${pth_file} ./hf
模型格式转换完成后，我们的目录结构应该是这样子的。
目录结构
转换完成后，可以看到模型被转换为 HuggingFace 中常用的 .bin 格式文件，这就代表着文件成功被转化为 HuggingFace 格式了。
此时，hf 文件夹即为我们平时所理解的所谓 “LoRA 模型文件”可以简单理解：LoRA 模型文件 = Adapter
3.2.5 模型合并
对于 LoRA 或者 QLoRA 微调出来的模型其实并不是一个完整的模型，而是一个额外的层（Adapter），训练完的这个层最终还是要与原模型进行合并才能被正常的使用。
对于全量微调的模型（full）其实是不需要进行整合这一步的，因为全量微调修改的是原模型的权重而非微调一个新的 Adapter ，因此是不需要进行模型整合的。
在 XTuner 中提供了一键合并的命令 xtuner convert merge，在使用前我们需要准备好三个路径，包括原模型的路径、训练好的 Adapter 层的（模型格式转换后的）路径以及最终保存的路径。
xtuner convert merge命令用于合并模型。该命令需要三个参数：LLM 表示原模型路径，ADAPTER 表示 Adapter 层的路径， SAVE_PATH 表示合并后的模型最终的保存路径。
在模型合并这一步还有其他很多的可选参数，包括：
参数名 解释
--max-shard-size {GB} 代表每个权重文件最大的大小（默认为2GB）
--device {device_name} 这里指的就是device的名称，可选择的有cuda、cpu和auto，默认为cuda即使用gpu进行运算
--is-clip 这个参数主要用于确定模型是不是CLIP模型，假如是的话就要加上，不是就不需要添加
cd /root/InternLM/XTuner
conda activate xtuner0121
export MKL_SERVICE_FORCE_INTEL=1
export MKL_THREADING_LAYER=GNU
xtuner convert merge /root/InternLM/XTuner/Shanghai_AI_Laboratory/internlm2-chat-1_8b ./hf ./merged --max-shard-size 2GB
模型合并完成后，我们的目录结构应该是这样子的。
目录结构
在模型合并完成后，我们就可以看到最终的模型和原模型文件夹非常相似，包括了分词器、权重文件、配置信息等等。
3.3 微调后
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