pytorch單元測試的實現示例
更新時間:2024年04月18日 10:57:40 作者:Hi20240217
單元測試是一種軟件測試方法,本文主要介紹了pytorch單元測試的實現示例,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧
希望測試pytorch各種算子、block、網絡等在不同硬件平臺,不同軟件版本下的計算誤差、耗時、內存占用等指標.
本文基于torch.testing._internal
一.公共模塊[common.py]
import torch
from torch import nn
import math
import torch.nn.functional as F
import time
import os
import socket
import sys
from datetime import datetime
import numpy as np
import collections
import math
import json
import copy
import traceback
import subprocess
import unittest
import torch
import inspect
from torch.testing._internal.common_utils import TestCase, run_tests,parametrize,instantiate_parametrized_tests
from torch.testing._internal.common_distributed import MultiProcessTestCase
import torch.distributed as dist
os.environ["MASTER_ADDR"] = "localhost"
os.environ["MASTER_PORT"] = "29500"
os.environ["RANDOM_SEED"] = "0"
device="cpu"
device_type="cpu"
device_name="cpu"
try:
if torch.cuda.is_available():
device_name=torch.cuda.get_device_name().replace(" ","")
device="cuda:0"
device_type="cuda"
ccl_backend='nccl'
except:
pass
host_name=socket.gethostname()
sdk_version=os.getenv("SDK_VERSION","") #從環(huán)境變量中獲取sdk版本號
metric_data_root=os.getenv("TORCH_UT_METRICS_DATA","./ut_data") #日志存放的目錄
device_count=torch.cuda.device_count()
if not os.path.exists(metric_data_root):
os.makedirs(metric_data_root)
def device_warmup(device):
'''設備warmup,確保設備已經正常工作,排除設備初始化的耗時'''
left = torch.rand([128,512], dtype = torch.float16).to(device)
right = torch.rand([512,128], dtype = torch.float16).to(device)
out=torch.matmul(left,right)
torch.cuda.synchronize()
torch.manual_seed(1)
np.random.seed(1)
def loop_decorator(loops,rank=0):
'''循環(huán)裝飾器,用于統(tǒng)計函數的執(zhí)行時間,內存占用等'''
def decorator(func):
def wrapper(*args,**kwargs):
latency=[]
memory_allocated_t0=torch.cuda.memory_allocated(rank)
for _ in range(loops):
input_copy=[x.clone() for x in args]
beg= datetime.now().timestamp() * 1e6
pred= func(*input_copy)
gt=kwargs["golden"]
torch.cuda.synchronize()
end=datetime.now().timestamp() * 1e6
mse = torch.mean(torch.pow(pred.cpu().float()- gt.cpu().float(), 2)).item()
latency.append(end-beg)
memory_allocated_t1=torch.cuda.memory_allocated(rank)
avg_latency=np.mean(latency[len(latency)//2:]).round(3)
first_latency=latency[0]
return { "first_latency":first_latency,"avg_latency":avg_latency,
"memory_allocated":memory_allocated_t1-memory_allocated_t0,
"mse":mse}
return wrapper
return decorator
class TorchUtMetrics:
'''用于統(tǒng)計測試結果,比較之前的最小值'''
def __init__(self,ut_name,thresold=0.2,rank=0):
self.ut_name=f"{ut_name}_{rank}"
self.thresold=thresold
self.rank=rank
self.data={"ut_name":self.ut_name,"metrics":[]}
self.metrics_path=os.path.join(metric_data_root,f"{self.ut_name}_{self.rank}.jon")
try:
with open(self.metrics_path,"r") as f:
self.data=json.loads(f.read())
except:
pass
def __enter__(self):
self.beg= datetime.now().timestamp() * 1e6
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
self.report()
self.save_data()
def save_data(self):
with open(self.metrics_path,"w") as f:
f.write(json.dumps(self.data,indent=4))
def set_metrics(self,metrics):
self.end=datetime.now().timestamp() * 1e6
item=collections.OrderedDict()
item["time"]=datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f')
item["sdk_version"]=sdk_version
item["device_name"]=device_name
item["host_name"]=host_name
item["metrics"]=metrics
item["metrics"]["e2e_time"]=self.end-self.beg
self.cur_item=item
self.data["metrics"].append(self.cur_item)
def get_metric_names(self):
return self.data["metrics"][0]["metrics"].keys()
def get_min_metric(self,metric_name,devicename=None):
min_value=0
min_value_index=-1
for idx,item in enumerate(self.data["metrics"]):
if devicename and (devicename!=item['device_name']):
continue
val=float(item["metrics"][metric_name])
if min_value_index==-1 or val<min_value:
min_value=val
min_value_index=idx
return min_value,min_value_index
def get_metric_info(self,index):
metrics=self.data["metrics"][index]
return f'{metrics["device_name"]}@{metrics["sdk_version"]}'
def report(self):
assert len(self.data["metrics"])>0
for metric_name in self.get_metric_names():
min_value,min_value_index=self.get_min_metric(metric_name)
min_value_same_dev,min_value_index_same_dev=self.get_min_metric(metric_name,device_name)
cur_value=float(self.cur_item["metrics"][metric_name])
print(f"-------------------------------{metric_name}-------------------------------")
print(f"{cur_value}#{device_name}@{sdk_version}")
if min_value_index_same_dev>=0:
print(f"{min_value_same_dev}#{self.get_metric_info(min_value_index_same_dev)}")
if min_value_index>=0:
print(f"{min_value}#{self.get_metric_info(min_value_index)}")
二.普通算子測試[test_clone.py]
from common import *
class TestCaseClone(TestCase):
#如果不滿足條件,則跳過這個測試
@unittest.skipIf(device_count>1, "Not enough devices")
def test_todo(self):
print(".TODO")
#框架會自動遍歷以下參數組合
@parametrize("shape", [(10240,20480),(128,256)])
@parametrize("dtype", [torch.float16,torch.float32])
def test_clone(self,shape,dtype):
#讓這個函數循環(huán)執(zhí)行l(wèi)oops次,統(tǒng)計第一次執(zhí)行的耗時、后半段的平均時間、整個執(zhí)行過程總的GPU內存使用量
@loop_decorator(loops=5)
def run(input_dev):
output=input_dev.clone()
return output
#記錄整個測試的總耗時,保存統(tǒng)計量,輸出摘要(self._testMethodName:測試方法,result:函數返回值,metrics:統(tǒng)計量)
with TorchUtMetrics(ut_name=self._testMethodName,thresold=0.2) as m:
input_host=torch.ones(shape,dtype=dtype)*np.random.rand()
input_dev=input_host.to(device)
metrics=run(input_dev,golden=input_host.cpu())
m.set_metrics(metrics)
assert(metrics["mse"]==0)
instantiate_parametrized_tests(TestCaseClone)
if __name__ == "__main__":
run_tests()
三.集合通信測試[test_ccl.py]
from common import *
class TestCCL(MultiProcessTestCase):
'''CCL測試用例'''
def _create_process_group_vccl(self, world_size, store):
dist.init_process_group(
ccl_backend, world_size=world_size, rank=self.rank, store=store
)
pg = dist.distributed_c10d._get_default_group()
return pg
def setUp(self):
super().setUp()
self._spawn_processes()
def tearDown(self):
super().tearDown()
try:
os.remove(self.file_name)
except OSError:
pass
@property
def world_size(self):
return 4
#框架會自動遍歷以下參數組合
@unittest.skipIf(device_count<4, "Not enough devices")
@parametrize("op",[dist.ReduceOp.SUM])
@parametrize("shape", [(1024,8192)])
@parametrize("dtype", [torch.int64])
def test_allreduce(self,op,shape,dtype):
if self.rank >= self.world_size:
return
store = dist.FileStore(self.file_name, self.world_size)
pg = self._create_process_group_vccl(self.world_size, store)
if not torch.distributed.is_initialized():
return
torch.cuda.set_device(self.rank)
device = torch.device(device_type,self.rank)
device_warmup(device)
#讓這個函數循環(huán)執(zhí)行l(wèi)oops次,統(tǒng)計第一次執(zhí)行的耗時、后半段的平均時間、整個執(zhí)行過程總的GPU內存使用量
@loop_decorator(loops=5,rank=self.rank)
def run(input_dev):
dist.all_reduce(input_dev, op=op)
return input_dev
#記錄整個測試的總耗時,保存統(tǒng)計量,輸出摘要(self._testMethodName:測試方法,result:函數返回值,metrics:統(tǒng)計量)
with TorchUtMetrics(ut_name=self._testMethodName,thresold=0.2,rank=self.rank) as m:
input_host=torch.ones(shape,dtype=dtype)*(100+self.rank)
gt=[torch.ones(shape,dtype=dtype)*(100+i) for i in range(self.world_size)]
gt_=gt[0]
for i in range(1,self.world_size):
gt_=gt_+gt[i]
input_dev=input_host.to(device)
metrics=run(input_dev,golden=gt_)
m.set_metrics(metrics)
assert(metrics["mse"]==0)
dist.destroy_process_group(pg)
instantiate_parametrized_tests(TestCCL)
if __name__ == "__main__":
run_tests()
四.測試命令
# 運行所有的測試 pytest -v -s -p no:warnings --html=torch_report.html --self-contained-html --capture=sys ./ # 運行某一個測試 python3 test_clone.py -k "test_clone_shape_(128, 256)_float32"
五.測試報告

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