tensorflow分布式运行

1、知识点

"""
单机多卡：一台服务器上多台设备(GPU)
参数服务器：更新参数，保存参数
工作服务器：主要功能是去计算

更新参数的模式：
    1、同步模型更新
    2、异步模型更新
工作服务器会默认一个机器作为老大，创建会话


tensorflow设备命名规则：
    /job:ps/task:0   job:ps，服务器类型   task:0，服务器第几台

    /job:worker/task:0/cpu:0
    /job:worker/task:0/gpu:0
    /job:worker/task:0/gpu:1

设备使用：
    1、对集群当中的一些ps,worker进行指定
    2、创建对应的服务， ps:创建ps服务  join()
        worker创建worker服务，运行模型，程序，初始化会话等等
        指定一个默认的worker去做
    3、worker使用设备：
        with tf.device("/job:worker/task:0/gup:0"):
            计算操作
     4、分布式使用设备：
        tf.train.replica_device_setter(worker_device=worker_device,cluster=cluster)
                作用：通过此函数协调不同设备上的初始化操作
                worker_device:为指定设备, “/job:worker/task:0/cpu:0” or "/job:worker/task:0/gpu:0"
                cluster:集群描述对象
API:
    1、分布式会话函数：MonitoredTrainingSession(master="",is_chief=True,checkpoint_dir=None,   
                    hooks=None,save_checkpoint_secs=600,save_summaries_steps=USE_DEFAULT,save_summaries_secs=USE_DEFAULT,config=None)
            参数：
                master:指定运行会话协议IP和端口（用于分布式） "grpc://192.168.0.1:2000"
                is_chief：是否为主worker（用于分布式）如果True，它将负责初始化和恢复基础的TensorFlow会话。
                        如果False，它将等待一位负责人初始化或恢复TensorFlow会话。
                checkpoint_dir:检查点文件目录，同时也是events目录
                config:会话运行的配置项, tf.ConfigProto(log_device_placement=True)
                hooks:可选SessionRunHook对象列表
                should_stop():是否异常停止
                run():跟session一样可以运行op
    2、tf.train.SessionRunHook
            Hook to extend calls to MonitoredSession.run()
            1、begin():在会话之前，做初始化工作
            2、before_run(run_context)在每次调用run()之前调用，以添加run()中的参数。
            ARGS：
            run_context：一个SessionRunContext对象，包含会话运行信息
            return：一个SessionRunArgs对象，例如：tf.train.SessionRunArgs(loss)
            3、after_run(run_context,run_values)在每次调用run()后调用，一般用于运行之后的结果处理
            该run_values参数包含所请求的操作/张量的结果 before_run()。
            该run_context参数是相同的一个发送到before_run呼叫。
             ARGS：
            run_context：一个SessionRunContext对象
            run_values一个SessionRunValues对象, run_values.results
        注：再添加钩子类的时候，继承SessionRunHook
    3、tf.train.StopAtStepHook(last_step=5000)指定执行的训练轮数也就是max_step，超过了就会抛出异常
            tf.train.NanTensorHook(loss)判断指定Tensor是否为NaN，为NaN则结束
            注：在使用钩子的时候需要定义一个全局步数：global_step = tf.contrib.framework.get_or_create_global_step()
"""

2、代码

import tensorflow as tf

FLAGS = tf.app.flags.FLAGS

tf.app.flags.DEFINE_string("job_name", " ", "启动服务的类型ps or  worker")
tf.app.flags.DEFINE_integer("task_index", 0, "指定ps或者worker当中的那一台服务器以task:0 ,task:1")

def main(argv):

    # 定义全集计数的op ，给钩子列表当中的训练步数使用
    global_step = tf.contrib.framework.get_or_create_global_step()

    # 1、指定集群描述对象， ps , worker
    cluster = tf.train.ClusterSpec({"ps": ["10.211.55.3:2223"], "worker": ["192.168.65.44:2222"]})

    # 2、创建不同的服务, ps, worker
    server = tf.train.Server(cluster, job_name=FLAGS.job_name, task_index=FLAGS.task_index)

    # 根据不同服务做不同的事情 ps:去更新保存参数 worker:指定设备去运行模型计算
    if FLAGS.job_name == "ps":
        # 参数服务器什么都不用干，是需要等待worker传递参数
        server.join()
    else:
        worker_device = "/job:worker/task:0/cpu:0/"

        # 3、可以指定设备取运行
        with tf.device(tf.train.replica_device_setter(
            worker_device=worker_device,
            cluster=cluster
        )):
            # 简单做一个矩阵乘法运算
            x = tf.Variable([[1, 2, 3, 4]])
            w = tf.Variable([[2], [2], [2], [2]])

            mat = tf.matmul(x, w)

        # 4、创建分布式会话
        with tf.train.MonitoredTrainingSession(
            master= "grpc://192.168.65.44:2222", # 指定主worker
            is_chief= (FLAGS.task_index == 0),# 判断是否是主worker
            config=tf.ConfigProto(log_device_placement=True),# 打印设备信息
            hooks=[tf.train.StopAtStepHook(last_step=200)]
        ) as mon_sess:
            while not mon_sess.should_stop():
                print(mon_sess.run(mat))


if __name__ == "__main__":
    tf.app.run()

3、分布式架构图

tensorflow分布式运行

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