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TextClassifier_Transformer

个人基于谷歌开源的BERT编写的文本分类器（基于微调方式），可自由加载NLP领域知名的预训练语言模型BERT、 Roberta、ALBert及其wwm版本，同时适配ERNIE1.0.
该项目支持两种预测方式：
（1）线下实时预测
（2）服务端实时预测

新增改动

2020-08-15:
目前项目整体面向ALbert的训练-部署；若想测试如BERT、Roberta、Electra等模型，需要将项目目录下的modeling文件替换为这个文件，而后针对run_classifier_serving.py作出以下两点变动：
变动1：create_model()函数将model = modeling.AlbertModel()替换为model = modeling.BertModel()；
变动2：将bert_config = modeling.AlbertConfig.from_json_file(FLAGS.bert_config_file)该处替换为bert_config = modeling.BertConfig.from_json_file(FLAGS.bert_config_file)
以上两个文件的操作完成后，在train.sh、export.sh等脚本文件中将预训练模型的路径更改成BERT系列路径，即可跑通本项目。

2020-03-25:
(1)项目名由'TextClassifier_BERT'更改为'TextClassifier_Transformer';
(2)新增ELECTRA、AlBert两个预训练模型。
注意：在使用AlBert时，请将该项目下的modeling.py文件更新为ALBert项目中下的modeling.py，而后在运行

2020-03-04:
模型部署增加tf-serving机制，具体实施方式见This Blog

运行环境

  • Python3.6+
  • Tensorflow1.10+/Tensorflow-gpu1.10+

提供知名的预训练语言模型下载地址（其中百度开源的Ernie模型已转换成tf格式）：
Bert-base:链接：https://pan.baidu.com/s/18h9zgvnlU5ztwaQNnzBXTg 提取码：9r1z
Roberta:链接：https://pan.baidu.com/s/1FBpok7U9ekYJRu1a8NSM-Q 提取码：i50r
Bert-wwm:链接：链接：https://pan.baidu.com/s/1lhoJCT_LkboC1_1YXk1ItQ 提取码：ejt7
ERNIE1.0:链接：链接：https://pan.baidu.com/s/1S6MI8rQyQ4U7dLszyb73Yw 提取码：gc6f
ELECTRA-Tiny:链接：https://pan.baidu.com/s/11QaL7A4YSCYq4YlGyU1_vA 提取码：27jb
AlBert-base:链接：https://pan.baidu.com/s/1U7Zx73ngci2Oqp3SLaVOaw 提取码：uijw

项目说明

主要分为两种运行模式：
模式1：线下实时预测
step1:数据准备
step2:模型训练
step3:模型导出
step4:线下实时预测
模式2：服务端实时预测 step1:数据准备
step2:模型训练
step3:模型转换
step4:服务部署
step5:应用端

注意事项

1.如果你只是想体验从模型训练到本地线下预测这一套流程，只需要按照模式1依次执行即可
2.若你想想体验从模型训练到模型部署整个流程，则需要按照模式2依次执行

下面将针对以上两个模式的运行方式进行详细说明。

模式1：线下实时预测

Step1：数据准备

为了快速实验项目效果，这里使用了样本规模较小的手机评论数据，数据比较简单，有三个分类：-1（差评）、0（中评）、1（好评），数据样例如下所示：
数据描述 ps:本项目中已将其拆分成了train.tsv、dev.txv、test.tsv三个文件

Step2:模型训练

训练命令：

bash train.sh

train.sh参数说明：

export BERT_BASE_DIR=./chinese_roberta_zh_l12 #指定预训练的语言模型所在路径
export DATA_DIR=./dat #指定数据集所在路径
export TRAINED_CLASSIFIER=./output #训练的模型输出路径
export MODEL_NAME=mobile_0_roberta_base #训练的模型命名

详细说明：训练模型直接使用bert微调的方式进行训练，对应的程序文件为run_classifier_serving.py。关于微调bert进行训练的代码网上介绍的 很多，这里就不一一介绍。主要是创建针对该任务的Processor即：SentimentProcessor，在这个processor的_create_examples()和get_labels()函数自定义，如下所示：

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


注意，此处作出的一个特别变动之处是在conver_single_example()函数中增加了一段保存label的代码，在训练过程中在保存的模型路径下生成label2id.pkl文件，代码如下所示：

#--- save label2id.pkl ---
#在这里输出label2id.pkl , add by stephen 2019-10-12
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 ---

Step3：模型导出

运行如下命令：

bash export.sh

export.sh参数说明：

#以下四个参数应与train.sh中设置的值保持一致
export BERT_BASE_DIR=./chinese_roberta_zh_l12
export DATA_DIR=./dat
export TRAINED_CLASSIFIER=./output
export MODEL_NAME=mobile_0_roberta_base

会在指定的exported目录下生成以一个时间戳命名的模型目录。
详细说明：run_classifier.py 主要设计为单次运行的目的，如果把 do_predict 参数设置成 True，倒也确实可以预测，但输入样本是基于文件的，并且不支持将模型持久化在内存里进行 serving，因此需要自己改一些代码，达到两个目的：
（1）允许将模型加载到内存里，即：允许一次加载，多次调用。
（2）允许读取非文件中的样本进行预测。譬如从标准输入流读取样本输入。

def serving_input_fn():
    label_ids = tf.placeholder(tf.int32, [None], name='label_ids')
    input_ids = tf.placeholder(tf.int32, [None, FLAGS.max_seq_length], name='input_ids')
    input_mask = tf.placeholder(tf.int32, [None, FLAGS.max_seq_length], name='input_mask')
    segment_ids = tf.placeholder(tf.int32, [None, FLAGS.max_seq_length], name='segment_ids')
    input_fn = tf.estimator.export.build_raw_serving_input_receiver_fn({
        'label_ids': label_ids,
        'input_ids': input_ids,
        'input_mask': input_mask,
        'segment_ids': segment_ids,
    })
    return input_fn

继而在run_classifier_serving中定义do_export选项：

if do_export:
   estimator._export_to_tpu = False
   estimator.export_savedmodel(Flags.export_dir, serving_input_fn)

Step4：线下实时预测

运行test_serving.py文件，即可进行线下实时预测。
运行效果如下所示：
运行效果图
详细说明：导出模型后，就不需要第 859 行那个 estimator 对象了，可以自行从刚刚的导出模型目录加载模型，代码如下：

predict_fn = tf.contrib.predictor.from_saved_model('/exported/1571054350')

基于上面的 predict_fn 变量，就可以直接进行预测了。下面是一个从标准输入流读取问题样本，并预测分类的样例代码：

while True:
    question = input("> ")
    predict_example = InputExample("id", question, None, '某固定伪标记')
    feature = convert_single_example(100, predict_example, label_list,
                                        FLAGS.max_seq_length, tokenizer)
 
    prediction = predict_fn({
        "input_ids":[feature.input_ids],
        "input_mask":[feature.input_mask],
        "segment_ids":[feature.segment_ids],
        "label_ids":[feature.label_id],
    })
    probabilities = prediction["probabilities"]
    label = label_list[probabilities.argmax()]
    print(label)

模式2：服务端实时预测

首先针对该模式的基本架构进行说明：
服务端部署架构
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提供的bert-base；
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； 我这里为了简便，并没有编写网页，直接调用了api接口。

Step1:数据准备

同模式1中的Step1介绍。

Step2:模型训练

同模式1中的Step2介绍。

Step3:模型转换

运行如下命令：

bash model_convert.sh

会在$TRAINED_CLASSIFIER/$EXP_NAME生成pb格式的模型文件
model_convert.sh参数说明：

export BERT_BASE_DIR=./chinese_roberta_zh_l12 #训练模型时使用的预训练语言模型所在路径
export TRAINED_CLASSIFIER=./output #训练好的模型输出的路径
export EXP_NAME=mobile_0_roberta_base #训练后保存的模型命名

python freeze_graph.py \
    -bert_model_dir $BERT_BASE_DIR \
    -model_dir $TRAINED_CLASSIFIER/$EXP_NAME \
    -max_seq_len 128 #注意，这里的max_seq_len应与训练的脚本train.sh设置的max_seq_length参数值保持一致

Step4:模型部署

运行如下命令：

bash bert_classify_server.sh

提示：在运行这个命令前需要保证安装了bert-base这个库，使用如下命令进行安装：

pip install bert-base

注意：
port 和 port_out 这两个参数是API调用的端口号，默认是5555和5556,如果你准备部署多个模型服务实例，那一定要指定自己的端口号，避免冲突。 我这里是改为： 5575 和 5576
如果报错没运行起来，可能是有些模块没装上,都是 bert_base/server/http.py里引用的，装上就好了：

sudo pip install flask 
sudo pip install flask_compress
sudo pip install flask_cors
sudo pip install flask_json

我这里的配置是2个GTX 1080 Ti，这个时候双卡的优势终于发挥出来了，GPU 1用于预测，GPU 0还可以继续训练模型。
部署成功示例图如下：
部署成功示例图

Step5:应用端

运行如下命令：

python api/api_service_flask.py

即可通过指定api接口(本项目中是http://192.168.9.23:8910/predict_online?text=我好开心)访问部署的服务器。
通过浏览器进行请求：
浏览器请求