机器学习模型线上部署方法总结

目前存在的几种模型上线的方式

1、R+pmml+spark+airflow调度 

其他团队用R语言训练模型并转为pmml文件,然后我们使用spark将这个pmml文件封装为jar,使用airflow提交到yarn。 val is: InputStream = fs.open(path)

val pmml: PMML = PMMLUtil.unmarshal(is)

modelEvaluator = ModelEvaluatorFactory.newInstance.newModelEvaluator(pmml)

2、python+sklearn+airflow调度 

其他团队使用python训练好sklearn模型,并joblib.dumps()保存,然后我们在python文件中joblib.load()加载改文件,使用airflow离线调度。

3、xgboost+spark+xgb4j 

我们使用的是分布式的spark版的xgboost,训练好的模型直接保存为二进制文件model.booster.saveModel(hdfsOutStream),然后xgboost4j加载该文件XGBoost.loadModel(is)实现线上实时预测。

4、tensorflow+tensorflow的java库 

ft模型先转为protobuf协议的模型, 

frozen_graph = freeze_session(get_session(), output_names=["output"])

tf.train.write_graph(frozen_graph, "./", "model.pb", as_text=False)

然后使用tf的java库加载改pb模型,在线预测 try (Graph graph = new Graph()) {

graph.importGraphDef(Files.readAllBytes(Paths.get("xxx/model.pb")));    try (Session sess = new Session(graph)) {        float[][] input = xxx;        try (Tensor x = Tensor.create(input);            Tensor y = sess.runner().feed("input", x).fetch("output").run().get(0)) {            float[][] result = new float[1][y.shape[1]];            y.copyTo(result);            System.out.println(Arrays.toString(y.shape()));            System.out.println(Arrays.toString(result[0]));        }    }}...

5、keras+Flask 

python环境先将keras模型保存为hdf5文件model.save(model.h5),然后在轻量级的web框架flask中加载实现线上预测。

总结分类为

1、离线预测+不跨语言 

这种最简单,就是用什么语言训练的就用什么语言预测,而且不用考虑多并发和响应时间等问题,例如方式2。

2、离线预测+跨语言 

用一种语言训练,另一种语言预测,但是不用考虑多并发和响应时间等问题,例如方式1。

3、在线预测+不跨语言 

用同一种语言训练和预测,同时要考虑多并发和响应时间等问题,例如方式3、4、5。像scala和java这种都是跑在jvm上的,以及tf自己实现了java库的,我们这里认为是同一种语言,

4、在线预测+跨语言 

用不同的语言训练和预测,同时要考虑多并发和响应时间等问题,我们目前还没有这种。但是类型2和3变一下就是在线+跨语言。

不跨平台的,即当训练和预测使用同一种开发语言的时候,PMML 就没有必要使用了,因为任何中间格式都会牺牲掉独有的优化。 而其他跨平台的模型要转为java能使用的类(因为我们的业务大部分是java实现的),这个工具就是jpmml-evaluator。

一个离线模型 打比赛,预测数据 和提供线上服务,是两个情况;线上的框架目前多数基于java来写的

而离线的算法模型很多都是c++实现,这样能够保证模型的训练速度和效率;

此外,python里面,sklearn里面提供了很多的算法模型, 包括一些c++实现的模型也都有python的包,

但线上的服务很少会用python来做,性能不行;所以,跨语言调用模型是一个问题。

目前python的跨语言模型调用,其官方给了一个pmml的官方方式,也在很多人的博客里面有提到过,

但实际线上服务应用的时候,效率不行,且pipeline做特征工程的时候, 有些函数不支持,

因而很多人也都不用。

目前这种模型上线的一个解决方式是,将模型python或者c++中 predict的部分转成java版本 ,然后加载模型来提供服务,我是用这种方式来实现的线上服务的提供;(当然有人说,直接用c++接口来做服务是性能最好的,这一部分,也是我接下来要摸索的方向),这里先介绍我目前的解决方法:

对于排序问题的第一个版本,我用的是lightgbm模型,使用的线上代码,来自于github上predict4j 的接口,该接口实际数据处理速度很快,虽然不支持批预测,但是6w的数据量,50ms一般能够返回结果,如果用多线程的话,就更快了,在访问量不是特别高的情况下,能够满足需求!

然后由于lightgbm版本更新的问题,该接口不支持2.0.4版本以上的模型, 数据参数格式有点不一样

所以只能用老版本的, 且存在预测的数据和离线模型算出来的数据有一些误差偏离的地方。

这是xgboost用速度换性能的一个bug;

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