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04-Index-1.9B-Chat Lora 微调.md

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Index-1.9B-Chat Lora 微调

本节我们简要介绍如何基于 transformerspeft 等框架,对哔哩哔哩的 Index-1.9B-Chat 大语言模型进行 Lora 微调。Lora 是一种高效微调方法,深入了解其原理可参见博客:知乎|深入浅出Lora

这个教程会在同目录下给大家提供一个 Notebook 文件,来帮助大家更好地学习。

环境准备

AutoDL 平台中租赁一个 3090 等 24G 显存大小的容器实例,镜像选择如下 PyTorch2.1.03.10(ubuntu22.04)12.1

fig4-1

接下来打开本地设备终端使用 ssh 的方式访问,在终端中依次复制登录指令和密码完成登录

fig4-2

ssh 登录成功后的界面如图所示👇

fig4-3

或者也可以直接打开 AutoDL 网页端的快捷工具中选择 JupyterLab 并在其中点击终端打开(这种方式不需要验证🫠)

fig4-14接下来开始环境配置、模型下载和运行演示 ~

pip 换源加速下载并安装依赖包

python -m pip install --upgrade pip
# 更换 pypi 源加速库的安装
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

pip install modelscope==1.9.5
pip install transformers==4.39.2
pip install streamlit==1.24.0
pip install sentencepiece==0.1.99
pip install accelerate==0.27.0
pip install transformers_stream_generator==0.0.4
pip install datasets==2.8.0
pip install peft==0.10.0

# 可选
MAX_JOBS=8 pip install flash-attn --no-build-isolation 

考虑到部分同学配置环境可能会遇到一些问题,我们在 AutoDL 平台准备了 Index-1.9B-Chat 的环境镜像。点击下方链接并直接创建 Autodl 示例即可。 https://www.codewithgpu.com/i/datawhalechina/self-llm/Index

注意:flash-attn 安装会比较慢,大概需要十几分钟。

在本节教程里,我们将微调数据集放置在根目录 /dataset

模型下载

使用 modelscope 中的 snapshot_download 函数下载模型,第一个参数为模型名称,参数 cache_dir 为模型的下载路径,参数revision为模型的版本,master代表主分支,为最新版本。

/root/autodl-tmp 路径下新建 download.py 文件并在其中输入以下内容,粘贴代码后记得保存文件,如下图所示。并运行 python /root/autodl-tmp/download.py 执行下载,模型大小为 8 GB,下载模型大概需要 5 钟。

import torch
from modelscope import snapshot_download, AutoModel, AutoTokenizer
import os

model_dir = snapshot_download('IndexTeam/Index-1.9B-Chat', cache_dir='/root/autodl-tmp', revision='master')

终端出现下图结果表示下载成功。

指令集构建

LLM 的微调一般指指令微调过程。所谓指令微调,是说我们使用的微调数据形如👇

{
    "instruction":"回答以下用户问题,仅输出答案。",
    "input":"1+1等于几?",
    "output":"2"
}

其中,instruction 是用户指令,告知模型其需要完成的任务;input 是用户输入,是完成用户指令所必须的输入内容;output 是模型应该给出的输出。

即我们的核心训练目标是让模型具有理解并遵循用户指令的能力。因此,在指令集构建时,我们应针对我们的目标任务,针对性构建任务指令集。例如,在本节我们使用 Chat-甄嬛 项目作为示例,我们的目标是构建一个能够模拟甄嬛对话风格的个性化 LLM,因此我们构造的指令形如:

{
    "instruction": "你是谁?",
    "input":"",
    "output":"家父是大理寺少卿甄远道。"
}

我们所构造的全部指令数据集在根目录下。

数据格式化

Lora 训练的数据是需要经过格式化、编码之后再输入给模型进行训练的,如果是熟悉 Pytorch 模型训练流程的同学会知道,我们一般需要将输入文本编码为 input_ids,将输出文本编码为 labels,编码之后的结果都是多维的向量。我们首先定义一个预处理函数,这个函数用于对每一个样本,编码其输入、输出文本并返回一个编码后的字典:

def process_func(example):
    MAX_LENGTH = 384    # 分词器会将一个中文字切分为多个token,因此需要放开一些最大长度,保证数据的完整性
    input_ids, attention_mask, labels = [], [], []
    instruction = tokenizer(f"<unk>system现在你要扮演皇帝身边的女人--甄嬛reserved_0user{example['instruction'] + example['input']}reserved_1assistant", add_special_tokens=False)  # add_special_tokens 不在开头加 special_tokens
    response = tokenizer(f"{example['output']}", add_special_tokens=False)
    input_ids = instruction["input_ids"] + response["input_ids"] + [tokenizer.pad_token_id]
    attention_mask = instruction["attention_mask"] + response["attention_mask"] + [1]  # 因为eos token咱们也是要关注的所以 补充为1
    labels = [-100] * len(instruction["input_ids"]) + response["input_ids"] + [tokenizer.pad_token_id]  
    if len(input_ids) > MAX_LENGTH:  # 做一个截断
        input_ids = input_ids[:MAX_LENGTH]
        attention_mask = attention_mask[:MAX_LENGTH]
        labels = labels[:MAX_LENGTH]
    return {
        "input_ids": input_ids,
        "attention_mask": attention_mask,
        "labels": labels
    }

Index-1.9B-Chat 采用的Prompt Template格式如下👇

<unk>system现在你要扮演皇帝身边的女人--甄嬛 reserved_0 user小姐,别的秀女都在求中选,唯有咱们小姐想被撂牌子,菩萨一定记得真真儿的—— reserved_1 assistant嘘——都说许愿说破是不灵的。<unk>

加载tokenizer和半精度模型

模型以半精度形式加载,如果你的显卡比较新的话,可以用torch.bfolat形式加载。对于自定义的模型一定要指定trust_remote_code参数为True

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained('/root/autodl-tmp/Tsumugii24/Index-1.9B-Chat/', use_fast=False, trust_remote_code=True)

model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained('/root/autodl-tmp/Tsumugii24/Index-1.9B-Chat/', device_map="auto", trust_remote_code=True, torch_dtype=torch.bfloat16)

定义LoraConfig

LoraConfig这个类中可以设置很多参数,但主要的参数没多少,简单讲一讲,感兴趣的同学可以直接看源码。

  • task_type:模型类型
  • target_modules:需要训练的模型层的名字,主要就是attention部分的层,不同的模型对应的层的名字不同,可以传入数组,也可以字符串,也可以正则表达式。
  • rlora的秩,具体可以看Lora原理
  • lora_alphaLora alaph,具体作用参见 Lora 原理

Lora的缩放是啥嘞?当然不是r(秩),这个缩放就是lora_alpha/r, 在这个LoraConfig中缩放就是4倍。

config = LoraConfig(
    task_type=TaskType.CAUSAL_LM, 
    target_modules=["q_proj", "k_proj", "v_proj", "o_proj", "gate_proj", "up_proj", "down_proj"],
    inference_mode=False, # 训练模式
    r=8, # Lora 秩
    lora_alpha=32, # Lora alaph,具体作用参见 Lora 原理
    lora_dropout=0.1 # Dropout 比例
)

自定义 TrainingArguments 参数

TrainingArguments这个类的源码也介绍了每个参数的具体作用,当然大家可以来自行探索,这里就简单说几个常用的。

  • output_dir:模型的输出路径
  • per_device_train_batch_size:顾名思义 batch_size
  • gradient_accumulation_steps: 梯度累加,如果显存较小,那可以把 batch_size 设置小一点,梯度累加增大一些
  • logging_steps:输出一次日志所需的步数
  • num_train_epochs:顾名思义 epoch
  • gradient_checkpointing:梯度检查,这个一旦开启,模型就必须执行model.enable_input_require_grads(),这个原理大家可以自行探索,这里就不细说了
args = TrainingArguments(
    output_dir="./output/Index-1.9B-Chat-lora",
    per_device_train_batch_size=4,
    gradient_accumulation_steps=4,
    logging_steps=10,
    num_train_epochs=3,
    save_steps=100,
    learning_rate=1e-4,
    save_on_each_node=True,
    gradient_checkpointing=True
)

使用 Trainer 训练

trainer = Trainer(
    model=model,
    args=args,
    train_dataset=tokenized_id,
    data_collator=DataCollatorForSeq2Seq(tokenizer=tokenizer, padding=True),
)
trainer.train()

加载 lora 权重推理

训练好了之后可以使用如下方式加载 lora 权重进行推理:

from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
import torch
from peft import PeftModel

model_path = '/root/autodl-tmp/Tsumugii24/Index-1.9B-Chat/'
lora_path = 'lora_path'

# 加载tokenizer
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_path)

# 加载模型
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_path, device_map="auto",torch_dtype=torch.bfloat16)

# 加载lora权重
model = PeftModel.from_pretrained(model, model_id=lora_path, config=config)

prompt = "你是谁?"
messages = [
    {"role": "system", "content": "现在你要扮演皇帝身边的女人--甄嬛"},
    {"role": "user", "content": prompt}
]

text = tokenizer.apply_chat_template(messages, tokenize=False, add_generation_prompt=True)

model_inputs = tokenizer([text], return_tensors="pt").to('cuda')

generated_ids = model.generate(
    model_inputs.input_ids,
    max_new_tokens=512
)
generated_ids = [
    output_ids[len(input_ids):] for input_ids, output_ids in zip(model_inputs.input_ids, generated_ids)
]

response = tokenizer.batch_decode(generated_ids, skip_special_tokens=True)[0]

print(response)