第四节 XTuner 微调个人小助手认知 笔记与作业

前言 微调

为什么要微调？
基座模型为普遍任务而预训练，而对于下游应用表现不如领域内训练模型。

指令跟随微调的数据处理：

微调方法：

XTuner 的运行原理



Xtuner数据引擎

优化技巧

多模态LLM

1. 训练自己的小助手认知

1.1 环境安装

首先需要先安装一个 XTuner 的源码到本地来方便后续的使用。

# 拉取 0.1.17 的版本源码
git clone -b v0.1.17  https://github.com/InternLM/xtuner
# 无法访问github的用户请从 gitee 拉取:
# git clone -b v0.1.15 https://gitee.com/Internlm/xtuner

# 进入源码目录
cd /root/xtuner0117/xtuner

# 从源码安装 XTuner
pip install -e '.[all]'

1.2 数据集准备

为了让模型能够让模型认清自己的身份弟位，知道在询问自己是谁的时候回复成我们想要的样子，我们就需要通过在微调数据集中大量掺杂这部分的数据。

# 创建 `generate_data.py` 文件
touch /root/ft/data/generate_data.py

import json

# 设置用户的名字
name = '潜跃'
# 设置需要重复添加的数据次数
n =  10000

# 初始化OpenAI格式的数据结构
data = [
    {
        "messages": [
            {
                "role": "user",
                "content": "请做一下自我介绍"
            },
            {
                "role": "assistant",
                "content": "我是{}的小助手，内在是上海AI实验室书生·浦语的1.8B大模型哦".format(name)
            }
        ]
    }
]

# 通过循环，将初始化的对话数据重复添加到data列表中
for i in range(n):
    data.append(data[0])

# 将data列表中的数据写入到一个名为'personal_assistant.json'的文件中
with open('personal_assistant.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
    # 使用json.dump方法将数据以JSON格式写入文件
    # ensure_ascii=False 确保中文字符正常显示
    # indent=4 使得文件内容格式化，便于阅读
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=4)

运行代码后：可以看到在data的路径下便生成了一个名为 personal_assistant.json 的文件，这样我们最可用于微调的数据集就准备好啦！里面就包含了10000 条 input 和 output 的数据对。

除了我们自己通过脚本的数据集，其实网上也有大量的开源数据集可以供我们进行使用。有些时候我们可以在开源数据集的基础上添加一些我们自己独有的数据集，也可能会有很好的效果。

1.3 配置文件选择

在准备好了模型和数据集后，我们就要根据我们选择的微调方法方法结合前面的信息来找到与我们最匹配的配置文件了，从而减少我们对配置文件的修改量。

所谓配置文件（config），其实是一种用于定义和控制模型训练和测试过程中各个方面的参数和设置的工具。准备好的配置文件只要运行起来就代表着模型就开始训练或者微调了。

• XTuner 提供多个开箱即用的配置文件，用户可以通过下列命令查看：

# 列出所有内置配置文件
# xtuner list-cfg

# 假如我们想找到 internlm2-1.8b 模型里支持的配置文件
xtuner list-cfg -p internlm2_1_8b

• 拷贝配置文件到当前目录

# 创建一个存放 config 文件的文件夹
mkdir -p /root/ft/config

# 使用 XTuner 中的 copy-cfg 功能将 config 文件复制到指定的位置
xtuner copy-cfg internlm2_1_8b_qlora_alpaca_e3 /root/ft/config

这里我们就用到了 XTuner 工具箱中的第二个工具 copy-cfg ，该工具有两个必须要填写的参数 {CONFIG_NAME} 和 {SAVE_PATH} ，在我们的输入的这个指令中，我们的 {CONFIG_NAME} 对应的是上面搜索到的 internlm2_1_8b_qlora_alpaca_e3 ,而 {SAVE_PATH} 则对应的是刚刚新建的 /root/ft/config。

1.4 配置文件修改

配置文件介绍
打开配置文件后，我们可以看到整体的配置文件分为五部分：

PART 1 Settings：涵盖了模型基本设置，如预训练模型的选择、数据集信息和训练过程中的一些基本参数（如批大小、学习率等）。

PART 2 Model & Tokenizer：指定了用于训练的模型和分词器的具体类型及其配置，包括预训练模型的路径和是否启用特定功能（如可变长度注意力），这是模型训练的核心组成部分。

PART 3 Dataset & Dataloader：描述了数据处理的细节，包括如何加载数据集、预处理步骤、批处理大小等，确保了模型能够接收到正确格式和质量的数据。

PART 4 Scheduler & Optimizer：配置了优化过程中的关键参数，如学习率调度策略和优化器的选择，这些是影响模型训练效果和速度的重要因素。

PART 5 Runtime：定义了训练过程中的额外设置，如日志记录、模型保存策略和自定义钩子等，以支持训练流程的监控、调试和结果的保存。

1.5 模型训练

# 指定保存路径
xtuner train /root/ft/config/internlm2_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py --work-dir /root/ft/train

总共768轮。
如何得到更好的效果：

• 减少保存权重文件的间隔并增加权重文件保存的上限：这个方法实际上就是通过降低间隔结合评估问题的结果，从而找到最优的权重文。我们可以每隔100个批次来看什么时候模型已经学到了这部分知识但是还保留着基本的常识，什么时候已经过拟合严重只会说一句话了。但是由于再配置文件有设置权重文件保存数量的上限，因此同时将这个上限加大也是非常必要的。
• 增加常规的对话数据集从而稀释原本数据的占比：这个方法其实就是希望我们正常用对话数据集做指令微调的同时还加上一部分的数据集来让模型既能够学到正常对话，但是在遇到特定问题时进行特殊化处理。比如说我在一万条正常的对话数据里混入两千条和小助手相关的数据集，这样模型同样可以在不丢失对话能力的前提下学到剑锋大佬的小助手这句话。这种其实是比较常见的处理方式，大家可以自己动手尝试实践一下。

假如我们的模型训练过程中突然被中断了，我们也可以通过在原有指令的基础上加上 --resume {checkpoint_path} 来实现模型的继续训练。需要注意的是，这个继续训练得到的权重文件和中断前的完全一致，并不会有任何区别。下面我将用训练了500轮的例子来进行演示。

# 模型续训
xtuner train /root/ft/config/internlm2_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py --work-dir /root/ft/train --resume /root/ft/train/iter_600.pth

1.6 模型转换、整合、测试及部署

模型转换

模型转换的本质其实就是将原本使用 Pytorch 训练出来的模型权重文件转换为目前通用的 Huggingface 格式文件，那么我们可以通过以下指令来实现一键转换。

# 创建一个保存转换后 Huggingface 格式的文件夹
mkdir -p /root/ft/huggingface

# 模型转换
# xtuner convert pth_to_hf ${配置文件地址} ${权重文件地址} ${转换后模型保存地址}
xtuner convert pth_to_hf /root/ft/train/internlm2_1_8b_qlora_alpaca_e3_copy.py /root/ft/train/iter_768.pth /root/ft/huggingface

模型整合

通过视频课程的学习可以了解到，对于 LoRA 或者 QLoRA 微调出来的模型其实并不是一个完整的模型，而是一个额外的层（adapter）。那么训练完的这个层最终还是要与原模型进行组合才能被正常的使用。
在 XTuner 中也是提供了一键整合的指令，但是在使用前我们需要准备好三个地址，包括原模型的地址、训练好的 adapter 层的地址（转为 Huggingface 格式后保存的部分）以及最终保存的地址。

# 创建一个名为 final_model 的文件夹存储整合后的模型文件
mkdir -p /root/ft/final_model

# 解决一下线程冲突的 Bug 
export MKL_SERVICE_FORCE_INTEL=1

# 进行模型整合
# xtuner convert merge  ${NAME_OR_PATH_TO_LLM} ${NAME_OR_PATH_TO_ADAPTER} ${SAVE_PATH} 
xtuner convert merge /root/ft/model /root/ft/huggingface /root/ft/final_model

对话测试

在 XTuner 中也直接的提供了一套基于 transformers 的对话代码，让我们可以直接在终端与 Huggingface 格式的模型进行对话操作。我们只需要准备我们刚刚转换好的模型路径并选择对应的提示词模版（prompt-template）即可进行对话。假如 prompt-template 选择有误，很有可能导致模型无法正确的进行回复。

想要了解具体模型的 prompt-template 或者 XTuner 里支持的 prompt-tempolate，可以到 XTuner 源码中的 xtuner/utils/templates.py 这个文件中进行查找。

# 与模型进行对话
xtuner chat /root/ft/final_model --prompt-template internlm2_chat

过拟合。
原模型对话：

Web demo 部署

下载网页端 web demo 所需要的依赖。

pip install streamlit==1.24.0

下载 InternLM 项目代码

# 创建存放 InternLM 文件的代码
mkdir -p /root/ft/web_demo && cd /root/ft/web_demo

# 拉取 InternLM 源文件
git clone https://github.com/InternLM/InternLM.git

# 进入该库中
cd /root/ft/web_demo/InternLM

修改web_demo部分内容后，运行：

streamlit run /root/ft/web_demo/InternLM/chat/web_demo.py --server.address 127.0.0.1 --server.port 6006