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04-Gemma-2-9b-it peft lora微调.md

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Gemma-2-9b-it peft lora微调

本节我们简要介绍如何基于 transformers、peft 等框架，对 Gemma-2-9b-it 模型进行 Lora 微调。Lora 是一种高效微调方法，深入了解其原理可参见博客：知乎|深入浅出Lora。

这个教程会在同目录下给大家提供一个 nodebook 文件，来让大家更好的学习。

模型下载

使用 modelscope 中的 snapshot_download 函数下载模型，第一个参数为模型名称，参数 cache_dir 为模型的下载路径。

在 /root/autodl-tmp 路径下新建 model_download.py 文件并在其中输入以下内容，粘贴代码后请及时保存文件，如下图所示。并运行 python /root/autodl-tmp/model_download.py 执行下载，模型大小为 18GB，下载模型大概需要 10 分钟。

from modelscope import snapshot_download
model_dir = snapshot_download('LLM-Research/gemma-2-9b-it', cache_dir='/root/autodl-tmp')

环境配置

在完成基本环境配置和本地模型部署的情况下，你还需要安装一些第三方库，可以使用以下命令：

python -m pip install --upgrade pip
# 更换 pypi 源加速库的安装
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

pip install transformers==4.42.3  # 请务必安装 4.42.3 版本
pip install datasets peft

考虑到部分同学配置环境可能会遇到一些问题，我们在AutoDL平台准备了Gemma2 的环境镜像，该镜像适用于该仓库的 Gemma2 教程所有部署环境。点击下方链接并直接创建Autodl示例即可。 https://www.codewithgpu.com/i/datawhalechina/self-llm/self-llm-gemma2

在本节教程里，我们将微调数据集放置在根目录 /dataset。

指令集构建

LLM 的微调一般指指令微调过程。所谓指令微调，是说我们使用的微调数据形如：

{
    "instruction":"回答以下用户问题，仅输出答案。",
    "input":"1+1等于几?",
    "output":"2"
}

其中，instruction 是用户指令，告知模型其需要完成的任务；input 是用户输入，是完成用户指令所必须的输入内容；output 是模型应该给出的输出。

即我们的核心训练目标是让模型具有理解并遵循用户指令的能力。因此，在指令集构建时，我们应针对我们的目标任务，针对性构建任务指令集。例如，在本节我们使用由笔者合作开源的 Chat-甄嬛 项目作为示例，我们的目标是构建一个能够模拟甄嬛对话风格的个性化 LLM，因此我们构造的指令形如：

{
    "instruction": "你是谁？",
    "input":"",
    "output":"家父是大理寺少卿甄远道。"
}

我们所构造的全部指令数据集在根目录下。

数据格式化

Lora 训练的数据是需要经过格式化、编码之后再输入给模型进行训练的，如果是熟悉 Pytorch 模型训练流程的同学会知道，我们一般需要将输入文本编码为 input_ids，将输出文本编码为 labels，编码之后的结果都是多维的向量。我们首先定义一个预处理函数，这个函数用于对每一个样本，编码其输入、输出文本并返回一个编码后的字典：

def process_func(example):
    MAX_LENGTH = 384    # Llama分词器会将一个中文字切分为多个token，因此需要放开一些最大长度，保证数据的完整性
    input_ids, attention_mask, labels = [], [], []
    instruction = tokenizer(f"<bos><start_of_turn>user\n{example['instruction'] + example['input']}<end_of_turn>\n<start_of_turn>model\n", add_special_tokens=False)  # add_special_tokens 不在开头加 special_tokens
    response = tokenizer(f"{example['output']}<end_of_turn>\n", add_special_tokens=False)
    input_ids = instruction["input_ids"] + response["input_ids"] + [tokenizer.pad_token_id]
    attention_mask = instruction["attention_mask"] + response["attention_mask"] + [1]  # 因为eos token咱们也是要关注的所以 补充为1
    labels = [-100] * len(instruction["input_ids"]) + response["input_ids"] + [tokenizer.pad_token_id]  
    if len(input_ids) > MAX_LENGTH:  # 做一个截断
        input_ids = input_ids[:MAX_LENGTH]
        attention_mask = attention_mask[:MAX_LENGTH]
        labels = labels[:MAX_LENGTH]
    return {
        "input_ids": input_ids,
        "attention_mask": attention_mask,
        "labels": labels
    }

Gemma2 采用的Prompt Template格式如下：

<bos><start_of_turn>user
小姐，别的秀女都在求中选，唯有咱们小姐想被撂牌子，菩萨一定记得真真儿的——<end_of_turn>
<start_of_turn>model
嘘——都说许愿说破是不灵的。<end_of_turn>
<eos>

加载tokenizer和半精度模型

模型以半精度形式加载，如果你的显卡比较新的话，可以用torch.bfloat16形式加载。对于自定义的模型一定要指定trust_remote_code参数为True。

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained('/root/autodl-tmp/LLM-Research/gemma-2-9b-it')
tokenizer.pad_token_id = tokenizer.eos_token_id
tokenizer.padding_side = 'right'

model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained('/root/autodl-tmp/LLM-Research/gemma-2-9b-it', device_map="cuda", torch_dtype=torch.bfloat16,)

定义LoraConfig

LoraConfig这个类中可以设置很多参数，但主要的参数没多少，简单讲一讲，感兴趣的同学可以直接看源码。

  • task_type：模型类型
  • target_modules：需要训练的模型层的名字，主要就是attention部分的层，不同的模型对应的层的名字不同，可以传入数组，也可以字符串，也可以正则表达式。
  • r：lora的秩，具体可以看Lora原理
  • lora_alpha：Lora alaph，具体作用参见 Lora 原理

Lora的缩放是啥嘞？当然不是r（秩），这个缩放就是lora_alpha/r, 在这个LoraConfig中缩放就是4倍。

config = LoraConfig(
    task_type=TaskType.CAUSAL_LM, 
    target_modules=["q_proj", "k_proj", "v_proj", "o_proj", 'gate_proj', 'up_proj', 'down_proj'],
    inference_mode=False, # 训练模式
    r=8, # Lora 秩
    lora_alpha=32, # Lora alaph，具体作用参见 Lora 原理
    lora_dropout=0.1# Dropout 比例
)

自定义 TrainingArguments 参数

TrainingArguments这个类的源码也介绍了每个参数的具体作用，当然大家可以来自行探索，这里就简单说几个常用的。

  • output_dir：模型的输出路径
  • per_device_train_batch_size：顾名思义 batch_size
  • gradient_accumulation_steps: 梯度累加，如果你的显存比较小，那可以把 batch_size 设置小一点，梯度累加增大一些。
  • logging_steps：多少步，输出一次log
  • num_train_epochs：顾名思义 epoch
  • gradient_checkpointing：梯度检查，这个一旦开启，模型就必须执行model.enable_input_require_grads()，这个原理大家可以自行探索，这里就不细说了。
args = TrainingArguments(
    output_dir="./output/gemma-2-9b-it",
    per_device_train_batch_size=1,
    gradient_accumulation_steps=4,
    logging_steps=10,
    num_train_epochs=3,
    save_steps=10, # 为了快速演示，这里设置10，建议你设置成100
    learning_rate=1e-4,
    save_on_each_node=True,
    gradient_checkpointing=True
)

使用 Trainer 训练

trainer = Trainer(
    model=model,
    args=args,
    train_dataset=tokenized_id,
    data_collator=DataCollatorForSeq2Seq(tokenizer=tokenizer, padding=True),
)
trainer.train()

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加载 lora 权重推理

训练好了之后可以使用如下方式加载lora权重进行推理：

from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM
import torch
from peft import PeftModel

mode_path = '/root/autodl-tmp/LLM-Research/gemma-2-9b-it'
lora_path = './output/gemma-2-9b-it/checkpoint-90' # 这里改称你的 lora 输出对应 checkpoint 地址

# 加载tokenizer
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(mode_path)

# 加载模型
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(mode_path, device_map="auto",torch_dtype=torch.bfloat16, trust_remote_code=True).eval()

# 加载lora权重
model = PeftModel.from_pretrained(model, model_id=lora_path)

# 调用模型进行对话生成
chat = [
    { "role": "user", "content": '你好' },
]
prompt = tokenizer.apply_chat_template(chat, tokenize=False, add_generation_prompt=True)
inputs = tokenizer.encode(prompt, add_special_tokens=False, return_tensors="pt")
outputs = model.generate(input_ids=inputs.to(model.device), max_new_tokens=150)
outputs = tokenizer.decode(outputs[0])
response = outputs.split('model')[-1].replace('<end_of_turn>\n<eos>', '')

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