关于pytorch 使用DDP模式（torch.nn.parallel.DistributedDataParallel）时，DistributedSampler(dataset)用法解释

最近由于要用到多卡去训模型，尝试着用DDP模式，而不是DP模式去加速训练（很容易出现负载不均衡的情况）。遇到了一点关于DistributedSampler这个采样器的一点疑惑，想试验下在DDP模式下，使用这个采样器和不使用这个采样器有什么区别。

实验代码：

整个数据集大小为8,batch_size 为4，总共跑2个epoch

import torch
import torch.nn as nn
from torch.utils.data import Dataset, DataLoader
from torch.utils.data.distributed import DistributedSampler
torch.distributed.init_process_group(backend="nccl")

batch_size = 4
data_size = 8

local_rank = torch.distributed.get_rank()
print(local_rank)
torch.cuda.set_device(local_rank)
device = torch.device("cuda", local_rank)

class RandomDataset(Dataset):
        def __init__(self, length, local_rank):
            self.len = length
            self.data = torch.stack([torch.ones(1), torch.ones(1)*2,torch.ones(1)*3,torch.ones(1)*4,torch.ones(1)*5,torch.ones(1)*6,torch.ones(1)*7,torch.ones(1)*8]).to('cuda')
            self.local_rank = local_rank
        def __getitem__(self, index):
            return self.data[index]
        def __len__(self):
            return self.len

dataset = RandomDataset(data_size, local_rank)
sampler = DistributedSampler(dataset)

#rand_loader =DataLoader(dataset=dataset,batch_size=batch_size,sampler=None,shuffle=True)
rand_loader = DataLoader(dataset=dataset,batch_size=batch_size,sampler=sampler)
epoch = 0
while epoch < 2:
    sampler.set_epoch(epoch)
    for data in rand_loader:
            print(data)
    epoch+=1

运行命令： CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 python -m torch.distributed.launch --nproc_per_node=2 test.py

实验结果：

结论分析：上面的运行结果来看，在一个epoch中，sampler相当于把整个数据集 划分成了nproc_per_node份，每个GPU每次得到batch_size的数量，也就是nproc_per_node 个GPU分一整份数据集，总数据量大小就为1个dataset

如果不用它里面自带的sampler，单纯的还是按照我们一般的形式。Sampler=None,shuffle=True这种，那么结果将会是下面这样的：

结果分析：没用sampler的话，在一个epoch中，每个GPU各自维护着一份数据，每个GPU每次得到的batch_size的数据，总的数据量为2个dataset,

 

 

总结：

一般的形式的dataset只能在同进程中进行采样分发，也就是为什么图2只能单GPU维护自己的dataset，DDP中的sampler可以对不同进程进行分发数据,图1，可以夸不同进程（GPU）进行分发。。