5.从头跑一个pipeline

1.安装torch

pip install torchvision torch

PyTorch的torchvision.models模块中自带的很多预定义模型。torchvision 是PyTorch的一个官方库，专门用于处理计算机视觉任务。在这个库中，可以找到许多常用的卷积神经网络模型，包括ResNet、VGG、AlexNet等，以及它们的不同变体，如resnet50、vgg16等

2.准备模型

1.导出resnet50模型

import torch
import torchvision.models as models

resnet50 = models.resnet50(pretrained=True)
resnet50.eval()
image = torch.randn(1, 3, 244, 244)
resnet50_traced = torch.jit.trace(resnet50, image)
resnet50(image)
resnet50_traced.save('model.pt')

创建resnet50_pytorch目录，目录下创建目录1(1表示版本号)，然后将model.pt模型放到resnet50_pytorch/1目录下

执行该Python文件的时候会从https://download.pytorch.org/models/resnet50-0676ba61.pth下载模型文件，保存到本地的.cache/torch/hub/checkoutpoints

如我是在容器中执行的，保存路径为/root/.cache/torch/hub/checkpoints/resnet50-0676ba61.pth

2.准备模型配置

name: "resnet50_pytorch"
platform: "pytorch_libtorch"
max_batch_size: 128
input [
  {
    name: "INPUT__0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 3, -1, -1 ]
  }
]
output [
  {
    name: "OUTPUT__0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 1000 ]
    label_filename: "labels.txt"
  }
]
instance_group [
  {
    count: 1
    kind: KIND_GPU
  }
]

此时目录结构为

模型目录的名称必须与config.pbtxt中指定的模型名称完全匹配。这是为了确保 Triton 能够正确地识别和加载模型

3.加载模型

此时已经可以通过triton加载模型，需要注意的model-repository指出resnet50_pytorch的上一级目录即可(否则会报错)，Triton会加载model-repo路径下的所有模型

 /opt/tritonserver/bin/tritonserver --model-repository=/triton

 4.发送请求

想要获取分类的结果，可以设置 class_count=k，表示获取 TopK 分类预测结果。如果没有设置这个选项，那么将会得到一个 1000 维的向量。

import numpy as np
import tritonclient.http as httpclient
import torch
from PIL import Image


if __name__ == '__main__':
    #1.创建triton client
    triton_client = httpclient.InferenceServerClient(url='127.0.0.1:8000')
    #2.加载图片
    image = Image.open('/test_triton/24poJOgl7m_small.jpg')
    
    #3.对图片进行预处理，以满足resnet50的input要求
    image = image.resize((224, 224), Image.ANTIALIAS)
    image = np.asarray(image)
    image = image / 255
    image = np.expand_dims(image, axis=0)
    image = np.transpose(image, axes=[0, 3, 1, 2])
    image = image.astype(np.float32)
    
    #4.创建inputs
    inputs = []
    inputs.append(httpclient.InferInput('INPUT__0', image.shape, "FP32"))
    inputs[0].set_data_from_numpy(image, binary_data=False)

    #5.创建outputs
    outputs = []
    outputs.append(httpclient.InferRequestedOutput('OUTPUT__0', binary_data=False, class_count=1))
    
    #6.向triton server发送请求
    results = triton_client.infer('resnet50_pytorch', inputs=inputs, outputs=outputs)
    output_data0 = results.as_numpy('OUTPUT__0')
    print(output_data0.shape)
    print(output_data0)

AttributeError: module 'PIL.Image' has no attribute 'ANTIALIAS'

则降低PIL版本

pip uninstall Pillow
pip install Pillow==9.5.0

结果如下：

test_triton.py:12: DeprecationWarning: ANTIALIAS is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use LANCZOS or Resampling.LANCZOS instead.
  image = image.resize((224, 224), Image.ANTIALIAS)
(1, 1)
[['10.245845:283']]

输出的几个数字的含义如下：

1. (1, 1)：这是输出数据的形状。这个元组表示输出数据的维度，第一个数字表示批处理大小（batch size），第二个数字表示每个样本的输出数目。在这个结果中，批处理大小是1，每个样本有1个输出。

2. ['10.245845:283']：这是模型的输出值。它是一个字符串数组，通常包含了一个或多个浮点数值，以字符串形式表示。在这个结果中，字符串 '10.245845:283' 可以分为两部分：

   • 10.245845：这是模型对输入图像的分类概率得分。它表示模型认为输入图像属于某个特定类别的概率得分。通常，这个值越高，模型越确信输入图像属于这个类别。
   • 283：这通常是与类别标签相关的索引或标识符。这个索引可以用来查找与模型输出的概率得分对应的类别名称。具体来说，索引 283 对应于 ImageNet 数据集中的一个类别。您可以使用相应的 labels.txt 文件来查找该索引对应的类别名称。

5.准备标签

在第4步无论是使用class_count与否，都没有直接返回分类结果。这是因为ResNet-50本身不包含与标签（labels）相关的信息，因为它是一个图像分类模型，它将输入图像分为一组预定义的类别，但它并不知道这些类别的名称。标签信息通常是根据您的具体任务和数据集来定义的。

不同的labels.txt会导致最终的分类结果不一样

wget https://raw.githubusercontent.com/pytorch/hub/master/imagenet_classes.txt

下载之后重命名为labels.txt,

将config.pbtxt的内容改为如下：

name: "resnet50_pytorch"
platform: "pytorch_libtorch"
max_batch_size: 128
input [
  {
    name: "INPUT__0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 3, -1, -1 ]
  }
]
output [
  {
    name: "OUTPUT__0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 1000 ]
    label_filename: "labels.txt"
  }
]
instance_group [
  {
    count: 1
    kind: KIND_GPU
  }
]

 重新启动服务，重新发送请求，结果为

(1, 1)
[['10.245845:283:Persian cat']]

查询labels.txt，283对应的类别是Persian cat(索引从0开始)

3.使用ensemble

第2部分的client.py里可以看到进行了数据处理，现在我们专门使用一个模型来进行数据处理

首先创建resnet50_ensemble目录，并把resnet50_pytorch拷贝到resnet50_ensemble目录下

1.python script model

使用Python Script Model来完成image的数据处理，以符合input需求(正式叫法是前处理)，该类型的model通过python backend来进行execute。编写Python script model，需要实现如下接口供triton server调用

• initialize:加载model config；创建image预处理所需要的对象

• execute:有两种模式：

  • Default model：execute输入为batch request，返回的结果也应该是相同order和number的batch response

  • Decoupled model：这里对返回的order和number都没有限制，主要应用在Automated Speech Recognition (ASR）

• finalize:是可选的。该函数允许在从Triton服务器卸载模型之前进行任何必要的清理。

看不懂不要紧，先跑就行

创建一个model.py文件，内容如下

import numpy as np
import sys
import json
import io

import triton_python_backend_utils as pb_utils

from PIL import Image
import torchvision.transforms as transforms
import os
class TritonPythonModel:
    def initialize(self, args):

        # You must parse model_config. JSON string is not parsed here
        self.model_config = model_config = json.loads(args['model_config'])

        # Get OUTPUT0 configuration
        output0_config = pb_utils.get_output_config_by_name(
            model_config, "OUTPUT_0")

        # Convert Triton types to numpy types
        self.output0_dtype = pb_utils.triton_string_to_numpy(
            output0_config['data_type'])

        self.normalize = transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406],
                                             std=[0.229, 0.224, 0.225])
        self.loader = transforms.Compose([
                transforms.Resize([224, 224]),
                transforms.CenterCrop(224),
                transforms.ToTensor(), self.normalize
            ])
    def _image_preprocess(self, image_name):
        image = self.loader(image_name)
        #expand the dimension to nchw
        image = image.unsqueeze(0)
        return image
    def execute(self, requests):

        output0_dtype = self.output0_dtype

        responses = []

        # Every Python backend must iterate over everyone of the requests
        # and create a pb_utils.InferenceResponse for each of them.
        for request in requests:
            # 1) 获取request中name为INPUT_0的tensor数据, 并转换为image类型
            in_0 = pb_utils.get_input_tensor_by_name(request, "INPUT_0")
            img = in_0.as_numpy()
            image = Image.open(io.BytesIO(img.tobytes()))       
             # 2) 进行图片的transformer，并将结果设置为numpy类型
            img_out = self._image_preprocess(image)
            img_out = np.array(img_out)

            # 3) 构造output tesnor
            out_tensor_0 = pb_utils.Tensor("OUTPUT_0", img_out.astype(output0_dtype))

            # 4) 设置resposne
            inference_response = pb_utils.InferenceResponse(output_tensors=[out_tensor_0])
            responses.append(inference_response)

        return responses


    def finalize(self):
        print('Cleaning up...')

该model.py的主要功能是对图像进行预处理，并生成推理响应

对应的config.pbtxt为

name: "preprocess"
backend: "python"
max_batch_size: 256
input [
{
    name: "INPUT_0"
    data_type: TYPE_UINT8 
    dims: [ -1 ]
}
]
 
output [
{
    name: "OUTPUT_0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 3, 224, 224 ]
}
]

instance_group [{ kind: KIND_CPU }]

我将这个模块放在了preprocess

2.ensemble model

ensemble model是用来描述Triton server模型处理的pipeline,其中仅有一个配置文件，并不存在真实的model

config.pbtxt内容如下：

其中通过platform设置当前model的类型为ensemble

通过ensemble_scheduling来指明model间的调用关系，其中step指定了执行的前后依赖关系

name: "ensemble_python_resnet50"
platform: "ensemble"
max_batch_size: 256
input [
  {
    name: "INPUT"
    data_type: TYPE_UINT8
    dims: [ -1 ]
  }
]
output [
  {
    name: "OUTPUT"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 1000 ]
  }
]
ensemble_scheduling {
  step [
    {
      model_name: "preprocess"
      model_version: -1
      input_map {
        key: "INPUT_0"
        value: "INPUT"  # 指向ensemble的input
      }
      output_map {
        key: "OUTPUT_0"
        value: "preprocessed_image"
      }
    },
    {
      model_name: "resnet50_pytorch"
      model_version: -1
      input_map {
        key: "INPUT__0"    #对应resnet50_pytorch里的input名字
        value: "preprocessed_image" # 指向preprocess的output
      }
      output_map {
        key: "OUTPUT__0" #对应resnet50_pytorch里的output
        value: "OUTPUT"  # 指向ensemble的output
      }
    }
  ]
}

此时resnet50_ensemble的目录结构为：

 3.启动程序并测试

启动程序

/opt/tritonserver/bin/tritonserver --model-repository=/triton/resnet50_ensemble

测试代码为

import numpy as np
import tritonclient.http as httpclient
import torch
from PIL import Image


if __name__ == '__main__':
    triton_client = httpclient.InferenceServerClient(url='127.0.0.1:8000')

    img_path = '/test_triton/24poJOgl7m_small.jpg'
    image = np.fromfile(img_path, dtype='uint8')
    image = np.expand_dims(image, axis=0)
    #设置input
    inputs = []
    inputs.append(httpclient.InferInput('INPUT', image.shape, "UINT8"))
    inputs[0].set_data_from_numpy(image)
    #设置output
    outputs = []
    outputs.append(httpclient.InferRequestedOutput('OUTPUT', binary_data=False, class_count=1))
    #发送请求
    results = triton_client.infer('ensemble_python_resnet50', inputs=inputs, outputs=outputs)
    output_data0 = results.as_numpy('OUTPUT')
    print(output_data0.shape)
    print(output_data0)

运行结果为

(1, 1)
[['9.462329:434:bath towel']]

4.dali model

在第3部分，把数据处理放到了triton server进行，但问题在于数据处理的操作并没有充分利用硬件资源。为了加速模型的推理速度，一般将triton server部署在GPU节点上(第3部分的数据处理是在CPU上进行的)。将数据处理转移到GPU上，可以使用nvidia提供的dali数据处理库

首先创建resnet50_ensemble_dali目录，并把resnet50_pytorch模型拷贝到resnet50_ensemble_dali路径下

1.准备dali模型

安装依赖

curl -O https://developer.download.nvidia.com/compute/redist/nvidia-dali-cuda110/nvidia_dali_cuda110-1.28.0-8915299-py3-none-manylinux2014_x86_64.whl

pip install nvidia_dali_cuda110-1.28.0-8915299-py3-none-manylinux2014_x86_64.whl

在Releases · NVIDIA/DALI · GitHub下载与自己系统适配的whl

Python文件如下

import nvidia.dali as dali
import nvidia.dali.fn as fn

@dali.pipeline_def(batch_size=128, num_threads=4, device_id=0)
def pipeline():
    images = fn.external_source(device='cpu', name='DALI_INPUT_0')
    images = fn.resize(images, resize_x=224, resize_y=224)
    images = fn.transpose(images, perm=[2, 0, 1])
    images = images / 255
    return images


pipeline().serialize(filename='./model.dali')

执行该Python文件将得到model.dali模型

在resnet50_ensemble_dali目录下创建resnet50_dali,把model.dali放到该目录下

对应的config.pbtxt文件为

name: "resnet50_dali"
backend: "dali"
max_batch_size: 128
input [
  {
    name: "DALI_INPUT_0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ -1, -1, 3 ]
  }
]

output [
  {
    name: "DALI_OUTPUT_0"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 3, 224, 224 ]
  }
]
instance_group [
  {
    count: 1
    kind: KIND_GPU
    gpus: [ 0 ]
  }
]

2.创建pipeline

创建ensemble_python_resnet50目录，和3.2一样，对应的config.pbtxt内容为

name: "ensemble_python_resnet50"
platform: "ensemble"
max_batch_size: 128
input [
  {
    name: "INPUT"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ -1, -1, 3 ]
  }
]
output [
  {
    name: "OUTPUT"
    data_type: TYPE_FP32
    dims: [ 1000 ]
  }
]
ensemble_scheduling {
  step [
    {
      model_name: "resnet50_dali"
      model_version: -1
      input_map {
        key: "DALI_INPUT_0"
        value: "INPUT"  # 指向ensemble的input
      }
      output_map {
        key: "DALI_OUTPUT_0"
        value: "preprocessed_image"
      }
    },
    {
      model_name: "resnet50_pytorch"
      model_version: -1
      input_map {
        key: "INPUT__0"
        value: "preprocessed_image" # 指向resnet50_dali的output
      }
      output_map {
        key: "OUTPUT__0"
        value: "OUTPUT"  # 指向ensemble的output
      }
    }
  ]
}

现在整个resnet50_ensemble_dali目录结构为

 3.启动并测试

启动Triton加载模型

/opt/tritonserver/bin/tritonserver --model-repository=/triton/resnet50_ensemble_dali/

测试代码为

import numpy as np
import tritonclient.http as httpclient
import torch
from PIL import Image


if __name__ == '__main__':
    triton_client = httpclient.InferenceServerClient(url='127.0.0.1:8000')

    img_path = '/test_triton/24poJOgl7m_small.jpg'
    image = Image.open(img_path)
    image = np.asarray(image)
    image = np.expand_dims(image, axis=0)
    image = image.astype(np.float32)

    inputs = []
    inputs.append(httpclient.InferInput('INPUT', image.shape, "FP32"))
    inputs[0].set_data_from_numpy(image, binary_data=False)
    outputs = []
    outputs.append(httpclient.InferRequestedOutput('OUTPUT', binary_data=False, class_count=1))

    #发送请求
    results = triton_client.infer('ensemble_python_resnet50', inputs=inputs, outputs=outputs)
    output_data0 = results.as_numpy('OUTPUT')
    print(output_data0.shape)
    print(output_data0)

结果为

root@aea5f00fde8d:/triton/resnet50_ensemble_dali# python3 /test_triton/dali/client.py
(1, 1)
[['10.661538:283:Persian cat']]

结束！