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时间:2024-12-25 00:42:35 来源:javaweb源码网站

1.pytorch 源码解读进阶版 - 当你 import torch 的源译时候,你都干了些什么?(施工中)
2.PyTorch 源码解读之 BN & SyncBN:BN 与 多卡同步 BN 详解
3.[技术随笔]🛠🛠从源码安装Pytorch3D详细记录及学习资料
4.PyTorch 源码解读之 torch.utils.data:解析数据处理全流程
5.Pytorch nn.Module接口及源码分析
6.Pytorch之Dataparallel源码解析

pytorch源码编译

pytorch 源码解读进阶版 - 当你 import torch 的码编时候,你都干了些什么?(施工中)

       使用PyTorch,源译无论是码编训练还是预测,你首先编写的源译代码通常如下所示:

       依据Python代码的编写规则,导入逻辑将去相应的码编模板源码 导航PyTorch site-package目录寻找__init__.py文件,具体路径为:${ python_path}/lib/python3.8/site-packages/torch/__init__.py

       本章节聚焦于__init__.py 这个Python文件,源译从这里开始深入剖析,码编探究在一行简单的源译`import torch`命令背后,PyTorch是码编如何完成关键基础设置的初始化。

       重点一:从`from torch._C import *`开始

       在__init__.py 中,源译首先跳过一些系统环境的码编检查和判断逻辑,核心代码段为`from torch._C import *`,源译具体位置如下(github.com/pytorch/pytorch...):

       这代表了典型的码编C++共享库初始化过程,遵循CPython代码组织规则,源译`torch._C`模块对应一个名为PyInit__C的函数。在文件torch/csrc/stub.c中,找到了此函数的相关定义(github.com/pytorch/pytorch...)。

       initModule被视为PyTorch初始化过程中的第一层调用栈,深入探讨此函数中的关键内容。

PyTorch 源码解读之 BN & SyncBN:BN 与 多卡同步 BN 详解

       BatchNorm原理

       BatchNorm最早在全连接网络中提出,旨在对每个神经元的输入进行归一化操作。在卷积神经网络(CNN)中,这一原理被扩展为对每个卷积核的输入进行归一化,即在channel维度之外的所有维度上进行归一化。BatchNorm带来的优势包括提高网络的收敛速度、稳定训练过程、减少过拟合现象等。

       BatchNorm的数学表达式为公式[1],引入缩放因子γ和移位因子β,android 源码 桌面卡通作者在文章中解释了它们的作用。

       PyTorch中与BatchNorm相关的类主要位于torch.nn.modules.batchnorm模块中,包括如下的类:_NormBase、BatchNormNd。

       具体实现细节如下:

       _NormBase类定义了BN相关的一些属性。

       初始化过程。

       模拟BN的forward过程。

       running_mean、running_var的更新逻辑。

       γ、β参数的更新方式。

       BN在eval模式下的行为。

       BatchNormNd类包括BatchNorm1d、BatchNorm2d、BatchNorm3d,它们的区别在于检查输入的合法性,BatchNorm1d接受2D或3D的输入,BatchNorm2d接受4D的输入,BatchNorm3d接受5D的输入。

       接着,介绍SyncBatchNorm的实现。

       BN性能与batch size密切相关。在batch size较小的场景中,如检测任务,内存占用较高,单张显卡难以处理较多,导致BN效果不佳。SyncBatchNorm提供了解决方案,其原理是影视资源源码所有计算设备共享同一组BN参数,从而获得全局统计量。

       SyncBatchNorm在torch/nn/modules/batchnorm.py和torch/nn/modules/_functions.py中实现,前者负责输入合法性检查以及参数设置,后者负责单卡统计量计算和进程间通信。

       SyncBatchNorm的forward过程。

       复习方差计算方式。

       单卡计算均值、方差,进行归一化处理。

       同步所有卡的数据,得到全局均值mean_all和逆标准差invstd_all,计算全局统计量。

       接着,介绍SyncBatchNorm的backward过程。

       在backward过程中,需要在BN前后进行进程间通信。这在_functions.SyncBatchNorm中实现。

       计算weight、bias的梯度以及γ、β,进一步用于计算梯度。

[技术随笔]🛠🛠从源码安装Pytorch3D详细记录及学习资料

       这篇文章详细介绍了如何从源码安装Pytorch3D,包括选择合适的镜像、配置工具和编译步骤。首先,选择Pytorch 1.9的devel镜像,包含CUDA和驱动,确保与Pytorch3D的版本要求相匹配,比如Python 3.7和CUDA .2。php网站推广源码在镜像内,需要检查nvcc编译器、CUDA工具箱和驱动是否正常,同时安装基本工具如git、vim、sudo和curl。

       配置CUB工具是关键步骤,根据Pytorch3D文档,需要在编译前设置CUB_HOME。即使Pytorch镜像自带CUDA,也建议手动设置`FORCE_CUDA`为1以确保兼容。接着,如果遇到conda依赖问题,作者选择从源码编译Pytorch3D,编译过程中的安装log和版本检查是必要的。

       最后,通过测试用例,如从ARkit导出数据并渲染白模,验证GPU的使用。结果显示GPU正常工作,安装成功。对于更深入的Pytorch3D使用,作者还分享了一些参考资源,以便初学者入门。

PyTorch 源码解读之 torch.utils.data:解析数据处理全流程

       文@

       目录

       0 前言

       1 Dataset

       1.1 Map-style dataset

       1.2 Iterable-style dataset

       1.3 其他 dataset

       2 Sampler

       3 DataLoader

       3.1 三者关系 (Dataset, Sampler, Dataloader)

       3.2 批处理

       3.2.1 自动批处理(默认)

       3.2.2 关闭自动批处理

       3.2.3 collate_fn

       3.3 多进程处理 (multi-process)

       4 单进程

       5 多进程

       6 锁页内存 (Memory Pinning)

       7 预取 (prefetch)

       8 代码讲解

       0 前言

       本文以 PyTorch 1.7 版本为例,解析 torch.utils.data 模块在数据处理流程中的应用。

       理解 Python 中的迭代器是解读 PyTorch 数据处理逻辑的关键。Dataset、Sampler 和 DataLoader 三者共同构建数据处理流程。源码编译生成so

       迭代器通过实现 __iter__() 和 __next__() 方法,支持数据的循环访问。Dataset 提供数据获取接口,Sampler 控制遍历顺序,DataLoader 负责加载和批处理数据。

       1 Dataset

       Dataset 包括 Map-style 和 Iterable-style 两种,分别用于索引访问和迭代访问数据。

       Map-style dataset 通过实现 __getitem__() 和 __len__() 方法,支持通过索引获取数据。

       Iterable-style dataset 实现 __iter__() 方法,适用于随机访问且批次大小依赖于获取数据的场景。

       2 Sampler

       Sampler 用于定义数据遍历的顺序,支持用户自定义和 PyTorch 提供的内置实现。

       3 DataLoader

       DataLoader 是数据加载的核心,支持 Map-style 和 Iterable-style Dataset,提供单多进程处理和批处理等功能。

       通过参数配置,如 batch_size、drop_last、collate_fn 等,DataLoader 实现了数据的自动和手动批处理。

       4 批处理

       3.2.1 自动批处理(默认)

       DataLoader 默认使用自动批处理,通过参数控制批次生成和样本整理。

       3.2.2 关闭自动批处理

       关闭自动批处理,允许用户自定义批处理逻辑或处理单个样本。

       3.2.3 collate_fn

       collate_fn 是手动批处理时的关键,用于整理单个样本为批次。

       5 多进程

       多进程处理通过 num_workers 参数启用,加速数据加载。

       6 单进程

       单进程模式下,数据加载可能影响计算流程,适用于数据量小且无需多进程的场景。

       7 锁页内存 (Memory Pinning)

       Memory Pinning 技术确保数据在 GPU 加速过程中快速传输,提高性能。

       8 代码讲解

       通过具体代码分析,展示了 DataLoader 的初始化、迭代和数据获取过程,涉及迭代器、Sampler 和 Dataset 的交互。

Pytorch nn.Module接口及源码分析

       本文旨在介绍并解析Pytorch中的torch.nn.Module模块,它是构建和记录神经网络模型的基础。通过理解和掌握torch.nn.Module的作用、常用API及其使用方法,开发者能够构建更高效、灵活的神经网络架构。

       torch.nn.Module主要作用在于提供一个基类,用于创建神经网络中的所有模块。它支持模块的树状结构构建,允许开发者在其中嵌套其他模块。通过继承torch.nn.Module,开发者可以自定义功能模块,如卷积层、池化层等,这些模块的前向行为在`forward()`方法中定义。例如:

       python

       import torch.nn as nn

       class SimpleModel(nn.Module):

        def __init__(self):

        super(SimpleModel, self).__init__()

        self.conv1 = nn.Conv2d(in_channels=3, out_channels=6, kernel_size=3)

        self.conv2 = nn.Conv2d(in_channels=6, out_channels=, kernel_size=3)

        def forward(self, x):

        x = self.conv1(x)

        x = self.conv2(x)

        return x

       torch.nn.Module还提供了多种API,包括类变量、重要概念(如parameters和buffer)、数据类型和设备类型转换、hooks等。这些API使开发者能够灵活地控制和操作模型的状态。

       例如,可以通过requires_grad_()方法设置模块参数的梯度追踪,这对于训练过程至关重要。使用zero_grad()方法清空梯度,有助于在反向传播后初始化梯度。`state_dict()`方法用于获取模型状态字典,常用于模型的保存和加载。

       此外,_apply()方法用于执行自定义操作,如类型转换或设备迁移。通过__setattr__()方法,开发者可以方便地修改模块的参数、缓存和其他属性。

       总结而言,torch.nn.Module是Pytorch中构建神经网络模型的核心组件,它提供了丰富的API和功能,支持开发者创建复杂、高效的神经网络架构。通过深入理解这些API和方法,开发者能够更高效地实现各种深度学习任务。

Pytorch之Dataparallel源码解析

       深入解析Pytorch之Dataparallel源码

       在深入理解Dataparallel原理之前,需要明白它的使用场景和目的。Dataparallel设计用于在多GPU环境下并行处理数据,提高模型训练效率。

       初始化阶段,Dataparallel需要实例化一个模型。这一步中,模型的参数会被复制到所有可用的GPU上,从而实现并行计算。

       在前向传播阶段,Dataparallel的核心作用体现出来。它会将输入数据分割成多个小批次,然后分别发送到各个GPU上。在每个GPU上执行前向传播操作后,结果会被收集并汇总。这样,即便模型在多GPU上运行,输出结果也如同在单GPU上运行一样。

       具体实现中,Dataparallel会利用Python的多重继承和数据并行策略。它继承自nn.Module,同时调用nn.DataParallel的构造函数,从而实现并行计算。

       对于那些需要在GPU间共享的状态或变量,Dataparallel还提供了相应的管理机制,确保数据的一致性和计算的正确性。这样的设计使得模型能够高效地在多GPU环境下运行,同时保持代码的简洁性和易读性。

       总结而言,Dataparallel通过分割数据、并行执行前向传播和收集结果的机制,实现了高效的数据并行训练。理解其源码有助于开发者更好地利用多GPU资源,提升模型训练效率。

Pytorch源码剖析:nn.Module功能介绍及实现原理

       nn.Module作为Pytorch的核心类,是构建模型的基础。它提供了一系列功能,包括记录模型的参数,实现网络的前向传播,加载和保存模型数据,以及进行设备和数据类型转换等。这些功能在模型的训练和应用中起到关键作用。

       在训练与评估模式间切换,模块的行为会有所不同,如rrelu、dropout、batchnorm等操作在两种模式下表现不同。可学习的参数,如权重和偏置,需要通过梯度下降进行更新。非学习参数,比如batchnorm的running_mean,是训练过程中的统计结果。_buffers包含的Tensor不作为模型的一部分保存。

       模块内部包含一系列钩子(hook)函数,用于在特定的前向传播或反向传播阶段执行自定义操作。子模块列表用于存储模型中的所有子模块。

       魔术函数__init__在声明对象时自动调用,优化性能的关键在于使用super().__setattr__而非直接赋值。super调用父类的方法,避免不必要的检查,提高效率。使用register_buffer为模块注册可变的中间结果,例如BatchNorm的running_mean。register_parameter用于注册需要梯度下降更新的参数。

       递归应用函数用于对模型进行操作,如参数初始化。可以将模型移动到指定设备,转换数据类型,以及注册钩子函数以实现对网络的扩展和修改。

       调用魔术方法__call__执行前向传播。nn.Module未实现forward函数,子类需要提供此方法的具体实现。对于线性层等,forward函数定义了特定的运算流程。从检查点加载参数时,模块自动处理兼容性问题,确保模型结构与参数值的兼容。

       模块的__setattr__方法被重写,以区别对待Parameter、Module和Buffer。当尝试设置这些特定类型的属性时,执行注册或更新操作。其他属性的设置遵循标准的Python行为。

       模块的save方法用于保存模型参数和状态,确保模型结构和参数值在不同设备间转移时的一致性。改变训练状态(如将模型切换到训练或评估模式)是模块管理过程的重要组成部分。

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