Python-BERT模型从训练到部署全流程

# BERT模型从训练到部署全流程 Tag: BERT 训练 部署 ## 缘起 在群里看到许多朋友在使用BERT模型，网上多数文章只提到了模型的训练方法，后面的生产部署及调用并没有说明。 这段时间使用BERT模型完成了从数据准备到生产部署的全流程，在这里整理出来，方便大家参考。 在下面我将以一个“手机评论的情感分类”为例子，简要说明从训练到部署的全部流程。最终完成后可以使用一个网页进行交互，实时地对输入的评论语句进行分类判断。 ## 基本架构 基本架构为： ```mermaid graph LR A(BERT模型服务端) --> B(API服务端) B-->A B --> C(应用端) C-->B ``` ``` +-------------------+ | 应用端(HTML) | +-------------------+ ^^ || VV +-------------------+ | API服务端 | +-------------------+ ^^ || VV +-------------------+ | BERT模型服务端 | +-------------------+ ``` 架构说明： **BERT模型服务端** 加载模型，进行实时预测的服务； 使用的是 BERT-BiLSTM-CRF-NER **API服务端** 调用实时预测服务，为应用提供API接口的服务，用flask编写； **应用端** 最终的应用端； 我这里使用一个HTML网页来实现； 本项目完整源码地址：[BERT从训练到部署git源码](https://github.com/xmxoxo/BERT-train2deploy) 项目博客地址: [BERT从训练到部署](https://blog.csdn.net/xmxoxo/article/details/89315370) 附件： 本例中训练完成的模型文件.ckpt格式及.pb格式文件，由于比较大，已放到网盘提供下载： ``` 链接：https://pan.baidu.com/s/1DgVjRK7zicbTlAAkFp7nWw 提取码：8iaw ``` 如果你想跳过前面模型的训练过程，可以直接使用训练好的模型，来完成后面的部署。 ## 关键节点 主要包括以下关键节点： * 数据准备 * 模型训练 * 模型格式转化 * 服务端部署与启动 * API服务编写与部署 * 客户端(网页端的编写与部署） ## 数据准备 这里用的数据是手机的评论，数据比较简单,三个分类: -1,0,1 表示负面，中性与正面情感 数据格式如下： ``` 1 手机很好，漂亮时尚，赠品一般 1 手机很好。包装也很完美，赠品也是收到货后马上就发货了 1 第一次在第三方买的手机 开始很担心 不过查一下是正品 很满意 1 很不错 续航好 系统流畅 1 不知道真假，相信店家吧 1 快递挺快的，荣耀10手感还是不错的，玩了会王者还不错，就是前后玻璃， 1 流很快，手机到手感觉很酷，白色适合女士，很惊艳！常好，运行速度快，流畅！ 1 用了一天才来评价，都还可以，很满意 1 幻影蓝很好看啊，炫彩系列时尚时尚最时尚，速度快，配送运行?做活动优惠买的，开心? 1 快递速度快，很赞！软件更新到最新版。安装上软胶保护套拿手上不容易滑落。 0 手机出厂贴膜好薄啊，感觉像塑料膜。其他不能发表 0 用了一段时间，除了手机续航其它还不错。 0 做工一般 1 挺好的，赞一个，手机很好，很喜欢 0 手机还行，但是手机刚开箱时屏幕和背面有很多指纹痕迹，手机壳跟**在地上磨过似的，好几条印子。要不是看在能把这些痕迹擦掉，和闲退货麻烦，就给退了。就不能规规矩矩做生意么。还有送的都是什么吊东西，运动手环垃圾一比，贴在手机后面的固定手环还**是塑料的渡了一层银色，耳机也和图片描述不符，碎屏险已经注册，不知道怎么样。讲真的，要不就别送或者少送，要不，就规规矩矩的，不然到最后还让人觉得不舒服。其他没什么。 -1 手机整体还可以，拍照也很清楚，也很流畅支持华为。给一星是因为有缺陷，送的耳机是坏的！评论区好评太多，需要一些差评来提醒下，以后更加注意细节，提升质量。 0 前天刚买的， 看着还行， 指纹解锁反应不错。 1 高端大气上档次。 -1 各位小主，注意啦，耳机是没有的，需要单独买 0 外观不错，感觉很耗电啊，在使用段时间评价 1 手机非常好，很好用 -1 没有发票，图片与实物不一致 1 习惯在京东采购物品，方便快捷，及时开票进行报销，配送员服务也很周到！就是手机收到时没有电，感觉不大正常 1 高端大气上档次啊！看电影玩游戏估计很爽！屏幕够大！ ``` 数据总共8097条，按6:2:2的比例拆分成train.tsv,test.tsv ,dev.tsv三个数据文件 ## 模型训练 训练模型就直接使用BERT的分类方法，把原来的`run_classifier.py` 复制出来并修改为 `run_mobile.py`。关于训练的代码网上很多，就不展开说明了，主要有以下方法： ```python #----------------------------------------- #手机评论情感分类数据处理 2019/3/12 #labels: -1负面 0中性 1正面 class SetimentProcessor(DataProcessor): def get_train_examples(self, data_dir): """See base class.""" return self._create_examples( self._read_tsv(os.path.join(data_dir, "train.tsv")), "train") def get_dev_examples(self, data_dir): """See base class.""" return self._create_examples( self._read_tsv(os.path.join(data_dir, "dev.tsv")), "dev") def get_test_examples(self, data_dir): """See base class.""" return self._create_examples( self._read_tsv(os.path.join(data_dir, "test.tsv")), "test") def get_labels(self): """See base class.""" """ if not os.path.exists(os.path.join(FLAGS.output_dir, 'label_list.pkl')): with codecs.open(os.path.join(FLAGS.output_dir, 'label_list.pkl'), 'wb') as fd: pickle.dump(self.labels, fd) """ return ["-1", "0", "1"] def _create_examples(self, lines, set_type): """Creates examples for the training and dev sets.""" examples = [] for (i, line) in enumerate(lines): if i == 0: continue guid = "%s-%s" % (set_type, i) #debug (by xmxoxo) #print("read line: No.%d" % i) text_a = tokenization.convert_to_unicode(line[1]) if set_type == "test": label = "0" else: label = tokenization.convert_to_unicode(line[0]) examples.append( InputExample(guid=guid, text_a=text_a, label=label)) return examples #----------------------------------------- ``` 然后添加一个方法： ```python processors = { "cola": ColaProcessor, "mnli": MnliProcessor, "mrpc": MrpcProcessor, "xnli": XnliProcessor, "setiment": SetimentProcessor, #2019/3/27 add by Echo } ``` **特别说明**，这里有一点要注意，在后期部署的时候，需要一个label2id的字典，所以要在训练的时候就保存起来，在`convert_single_example`这个方法里增加一段： ```python #--- save label2id.pkl --- #在这里输出label2id.pkl , add by xmxoxo 2019/2/27 output_label2id_file = os.path.join(FLAGS.output_dir, "label2id.pkl") if not os.path.exists(output_label2id_file): with open(output_label2id_file,'wb') as w: pickle.dump(label_map,w) #--- Add end --- ``` 这样训练后就会生成这个文件了。 使用以下命令训练模型，目录参数请根据各自的情况修改： ```shell cd /mnt/sda1/transdat/bert-demo/bert/ export BERT_BASE_DIR=/mnt/sda1/transdat/bert-demo/bert/chinese_L-12_H-768_A-12 export GLUE_DIR=/mnt/sda1/transdat/bert-demo/bert/data export TRAINED_CLASSIFIER=/mnt/sda1/transdat/bert-demo/bert/output export EXP_NAME=mobile_0 sudo python run_mobile.py \ --task_name=setiment \ --do_train=true \ --do_eval=true \ --data_dir=$GLUE_DIR/$EXP_NAME \ --vocab_file=$BERT_BASE_DIR/vocab.txt \ --bert_config_file=$BERT_BASE_DIR/bert_config.json \ --init_checkpoint=$BERT_BASE_DIR/bert_model.ckpt \ --max_seq_length=128 \ --train_batch_size=32 \ --learning_rate=2e-5 \ --num_train_epochs=5.0 \ --output_dir=$TRAINED_CLASSIFIER/$EXP_NAME ``` 由于数据比较小，训练是比较快的，训练完成后，可以在输出目录得到模型文件，这里的模型文件格式是.ckpt的。 训练结果： ``` eval_accuracy = 0.861643 eval_f1 = 0.9536328 eval_loss = 0.56324786 eval_precision = 0.9491279 eval_recall = 0.9581805 global_step = 759 loss = 0.5615213 ``` 可以使用以下语句来进行预测： ```shell sudo python run_mobile.py \ --task_name=setiment \ --do_predict=true \ --data_dir=$GLUE_DIR/$EXP_NAME \ --vocab_file=$BERT_BASE_DIR/vocab.txt \ --bert_config_file=$BERT_BASE_DIR/bert_config.json \ --init_checkpoint=$TRAINED_CLASSIFIER/$EXP_NAME \ --max_seq_length=128 \ --output_dir=$TRAINED_CLASSIFIER/$EXP_NAME ``` ## 模型格式转化 到这里我们已经训练得到了模型，但这个模型是.ckpt的文件格式,文件比较大，并且有三个文件： ``` -rw-r--r-- 1 root root 1227239468 Apr 15 17:46 model.ckpt-759.data-00000-of-00001 -rw-r--r-- 1 root root 22717 Apr 15 17:46 model.ckpt-759.index -rw-r--r-- 1 root root 3948381 Apr 15 17:46 model.ckpt-759.meta ``` 可以看到，模板文件非常大，大约有1.17G。 后面使用的模型服务端，使用的是.pb格式的模型文件，所以需要把生成的ckpt格式模型文件转换成.pb格式的模型�