ChatGLM-6B/ptuning/README.md

# ChatGLM-6B-PT
本仓库实现了对于 ChatGLM-6B 模型基于 [P-Tuning v2](https://github.com/THUDM/P-tuning-v2) 的微调。P-Tuning v2 将需要微调的参数量减少到原来的 0.1%，再通过模型量化、Gradient Checkpoint 等方法，最低只需要 7GB 显存即可运行。

下面以 [ADGEN](https://aclanthology.org/D19-1321.pdf) (广告生成) 数据集为例介绍代码的使用方法。

*Read this in [English](README_en.md).*

## 软件依赖
运行微调需要4.27.1版本的`transformers`。除 ChatGLM-6B 的依赖之外，还需要安装以下依赖
```
pip install rouge_chinese nltk jieba datasets
```
## 使用方法

### 下载数据集
ADGEN 数据集任务为根据输入（content）生成一段广告词（summary）。

```json
{
    "content": "类型#上衣*版型#宽松*版型#显瘦*图案#线条*衣样式#衬衫*衣袖型#泡泡袖*衣款式#抽绳",
    "summary": "这件衬衫的款式非常的宽松，利落的线条可以很好的隐藏身材上的小缺点，穿在身上有着很好的显瘦效果。领口装饰了一个可爱的抽绳，漂亮的绳结展现出了十足的个性，配合时尚的泡泡袖型，尽显女性甜美可爱的气息。"
}
```

从 [Google Drive](https://drive.google.com/file/d/13_vf0xRTQsyneRKdD1bZIr93vBGOczrk/view?usp=sharing) 或者 [Tsinghua Cloud](https://cloud.tsinghua.edu.cn/f/b3f119a008264b1cabd1/?dl=1) 下载处理好的 ADGEN 数据集，将解压后的 `AdvertiseGen` 目录放到本目录下。

### 训练

#### P-tuning v2

运行以下指令进行训练：
```shell
bash train.sh
```
`train.sh` 中的 `PRE_SEQ_LEN` 和 `LR` 分别是 soft prompt 长度和训练的学习率，可以进行调节以取得最佳的效果。P-Tuning-v2 方法会冻结全部的模型参数，可通过调整 `quantization_bit` 来被原始模型的量化等级，不加此选项则为 FP16 精度加载。

在默认配置 `quantization_bit=4`、`per_device_train_batch_size=1`、`gradient_accumulation_steps=16` 下，INT4 的模型参数被冻结，一次训练迭代会以 1 的批处理大小进行 16 次累加的前后向传播，等效为 16 的总批处理大小，此时最低只需 6.7G 显存。若想在同等批处理大小下提升训练效率，可在二者乘积不变的情况下，加大 `per_device_train_batch_size` 的值，但也会带来更多的显存消耗，请根据实际情况酌情调整。

#### Finetune

如果需要进行全参数的 Finetune，需要安装 [Deepspeed](https://github.com/microsoft/DeepSpeed)，然后运行以下指令：

```shell
bash ds_train_finetune.sh
```

### 推理

将 `evaluate.sh` 中的 `CHECKPOINT` 更改为训练时保存的 checkpoint 名称，运行以下指令进行模型推理和评测：
```shell
bash evaluate.sh
```
**[2023/04/10更新]** 在 P-tuning v2 训练时模型只保存 PrefixEncoder 部分的参数，所以在推理时需要同时加载原 ChatGLM-6B 模型以及 PrefixEncoder 的权重，因此需要指定参数（已更新 `evaluate.sh`） ：

```shell
--model_name_or_path THUDM/chatglm-6b
--ptuning_checkpoint $CHECKPOINT_PATH
```

仍然兼容旧版全参保存的 Checkpoint，只需要跟之前一样设定 `model_name_or_path`：

```shell
--model_name_or_path $CHECKPOINT_PATH
```

评测指标为中文 Rouge score 和 BLEU-4。生成的结果保存在
`./output/adgen-chatglm-6b-pt-8-1e-2/generated_predictions.txt`。

### 例子
#### 示例1
* Input: 类型#上衣\*材质#牛仔布\*颜色#白色\*风格#简约\*图案#刺绣\*衣样式#外套\*衣款式#破洞
* Label: 简约而不简单的牛仔外套,白色的衣身十分百搭。衣身多处有做旧破洞设计,打破单调乏味,增加一丝造型看点。衣身后背处有趣味刺绣装饰,丰富层次感,彰显别样时尚。
* Output[微调前]: 这件上衣的材质是牛仔布,颜色是白色,风格是简约,图案是刺绣,衣样式是外套,衣款式是破洞。
* Output[微调后]: 这是一款简约的牛仔外套,破洞设计,将牛仔布破洞,带来一种随意与个性。破洞的牛仔外套,展现出时尚气息,带来一种休闲感。同时,刺绣图案,让整件外套更加立体。

#### 示例2

* Input: 类型#裙\*版型#显瘦\*风格#文艺\*风格#简约\*图案#印花\*图案#撞色\*裙下摆#压褶\*裙长#连衣裙\*裙领型#圆领
* Label: 文艺个性的印花连衣裙,藏青色底蕴,低调又大气,撞色太阳花分布整个裙身,绚丽而美好,带来时尚减龄的气质。基础款的舒适圆领,简约不失大方,勾勒精致脸庞。领后是一粒包布扣固定,穿脱十分方便。前片立体的打褶设计,搭配后片压褶的做工,增添层次和空间感,显瘦又有型。
* Output[微调前]: 类型#裙*版型#显瘦*风格#文艺*风格#简约*图案#印花*图案#撞色*裙下摆#压褶*裙长#连衣裙*裙领型#圆领 1\. 连衣裙:简约风格,裙长为膝盖以上,裙领型为圆领。2\. 裙下摆:压褶设计,使裙摆呈现出流畅的褶皱效果。3\. 裙领型:裙领型为圆领,使穿上连衣裙后更加有型。4\. 版型:采用显瘦设计,让连衣裙看起来更加苗条。5\. 风格:文艺风格,让连衣裙更加有内涵和品味。6\. 图案:印花设计,在连衣裙上印有独特的图案。7\. 撞色:采用撞色设计,让连衣裙在色彩上更加鲜明、富有层次感。
* Output[微调后]: 这是一款文艺范的连衣裙,以印花为元素,采用简约的印花,既能够突出文艺气质,又能够展现简约风。在印花的同时又有领子和裙摆的压褶设计,更加凸显文艺气质。简约而不会过于单调,搭配出街,穿着十分舒适。

### 评估结果

|               | Finetune | P-tuning v2 | LoRA |
| ------------- | ----------- | ----- | ------------- |
| BLEU-4        | 8.01    | 8.10 | 7.62 |
| Rouge-1       | 31.23  | 31.12 | 30.60 |
| Rouge-2       | 7.36    | 7.11 | 6.96 |
| Rouge-l       | 25.08  | 24.97 | 24.80 |
| Training Loss | 3.00 | 3.74 | 3.32 |



#### 实验设置

 ```
max_source_length=64
max_target_length=64
max_steps=3000
 ```

##### P-tuning v2

```
pre_seq_len=128
learning_rate=2e-2
quantization_bit=4
per_device_train_batch_size=16
gradient_accumulation_steps=1
```

##### Finetune

```
learning_rate=1e-4
fp16
num_gpus=4
per_device_train_batch_size=4
gradient_accumulation_steps=1
```

##### LoRA

实现采用的是 [simple_thu_chatglm6b](https://github.com/yuanzhoulvpi2017/zero_nlp/tree/main/simple_thu_chatglm6b)

```
learning_rate=5e-4
per_device_train_batch_size=16
gradient_accumulation_steps=1
```



## 模型部署
首先载入Tokenizer：

```python
import os
import torch
from transformers import AutoConfig, AutoModel, AutoTokenizer

# 载入Tokenizer
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("THUDM/chatglm-6b", trust_remote_code=True)
```

(1) 如果需要加载的是新 Checkpoint（只包含 PrefixEncoder 参数）：

```python
config = AutoConfig.from_pretrained("THUDM/chatglm-6b", trust_remote_code=True, pre_seq_len=128)
model = AutoModel.from_pretrained("THUDM/chatglm-6b", config=config, trust_remote_code=True)
prefix_state_dict = torch.load(os.path.join(CHECKPOINT_PATH, "pytorch_model.bin"))
new_prefix_state_dict = {}
for k, v in prefix_state_dict.items():
    if k.startswith("transformer.prefix_encoder."):
        new_prefix_state_dict[k[len("transformer.prefix_encoder."):]] = v
model.transformer.prefix_encoder.load_state_dict(new_prefix_state_dict)
```
注意你可能需要将 `pre_seq_len` 改成你训练时的实际值。如果你是[从本地加载模型的话](https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B#%E4%BB%8E%E6%9C%AC%E5%9C%B0%E5%8A%A0%E8%BD%BD%E6%A8%A1%E5%9E%8B)，需要将 `THUDM/chatglm-6b` 改成本地的模型路径（注意不是checkpoint路径）。

(2) 如果需要加载的是旧 Checkpoint（包含 ChatGLM-6B 以及 PrefixEncoder 参数），或者进行的全参数微调，则直接加载整个 Checkpoint：

```python
model = AutoModel.from_pretrained(CHECKPOINT_PATH, trust_remote_code=True)
```

之后根据需求可以进行量化，也可以直接使用：

```python
print(f"Quantized to 4 bit")
model = model.quantize(4)
model = model.half().cuda()
model.transformer.prefix_encoder.float()
model = model.eval()

response, history = model.chat(tokenizer, "你好", history=[])
```

## 使用自己的数据集
修改 `train.sh` 和 `evaluate.sh` 中的 `train_file`、`validation_file`和`test_file`为你自己的 JSON 格式数据集路径，并将 `prompt_column` 和 `response_column` 改为 JSON 文件中输入文本和输出文本对应的 KEY。可能还需要增大 `max_source_length` 和 `max_target_length` 来匹配你自己的数据集中的最大输入输出长度。

## 对话数据集

如需要使用多轮对话数据对模型进行微调，可以提供聊天历史，例如

```json
{
    "prompt": "是的。上下水管都好的",
    "response": "那就要检查线路了，一般风扇继电器是由电脑控制吸合的，如果电路存在断路，或者电脑坏了的话会出现继电器不吸合的情况！",
    "history": [
        [
            "长城h3风扇不转。继电器好的。保险丝好的传感器新的风扇也新的这是为什么。就是继电器缺一个信号线",
            "用电脑能读数据流吗？水温多少"
        ],
        [
            "95",
            "上下水管温差怎么样啊？空气是不是都排干净了呢？"
        ]
    ]
}
```

训练时需要指定 `--history_column` 为数据中聊天历史的 key（在此例子中是 `history`），将自动把聊天历史拼接，例如：

- Input

  ```
  [Round 0]
  问:长城h3风扇不转。继电器好的。保险丝好的传感器新的风扇也新的这是为什么。就是继电器缺一个信号线
  答:用电脑能读数据流吗?水温多少
  [Round 1]
  问:95
  答:上下水管温差怎么样啊?空气是不是都排干净了呢?
  [Round 2]
  问:是的。上下水管都好的
  答:
  ```

- Label

  ```
  那就要检查线路了,一般风扇继电器是由电脑控制吸合的,如果电路存在断路,或者电脑坏了的话会出现继电器不吸合的情况!
  ```

要注意超过输入长度 `max_source_length` 的内容会被截。

可以参考以下指令：

```shell
bash train_chat.sh
```

## 引用

```
@inproceedings{liu2022p,
  title={P-tuning: Prompt tuning can be comparable to fine-tuning across scales and tasks},
  author={Liu, Xiao and Ji, Kaixuan and Fu, Yicheng and Tam, Weng and Du, Zhengxiao and Yang, Zhilin and Tang, Jie},
  booktitle={Proceedings of the 60th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics (Volume 2: Short Papers)},
  pages={61--68},
  year={2022}
}
```