機(jī)電學(xué)習(xí)方法演講稿

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法是什么?下面是學(xué)習(xí)啦小編分享給大家的機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法的資料，希望大家喜歡!

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法一、總結(jié)來說，大體會(huì)區(qū)分這三種場景，請(qǐng)大家對(duì)號(hào)入座，酌情使用

　　如果是實(shí)時(shí)的、小數(shù)據(jù)量的預(yù)測應(yīng)用，則采用的SOA調(diào)用Rserve或者python-httpserve來進(jìn)行應(yīng)用;這種應(yīng)用方式有個(gè)缺點(diǎn)是需要啟用服務(wù)來進(jìn)行預(yù)測，也就是需要跨環(huán)境，從Java跨到R或者Python環(huán)境。對(duì)于性能，基本上我們用Rserver方式，針對(duì)一次1000條或者更少請(qǐng)求的預(yù)測，可以控制95%的結(jié)果在100ms內(nèi)返回結(jié)果，100ms可以滿足工程上的實(shí)踐要求。更大的數(shù)據(jù)量，比如10000/次，100000/次的預(yù)測，我們目前評(píng)估下來滿足不了100ms的要求，建議分批進(jìn)行調(diào)用或者采用多線程請(qǐng)求的方式來實(shí)現(xiàn)。

　　如果是實(shí)時(shí)、大數(shù)據(jù)量的預(yù)測應(yīng)用，則會(huì)采用SOA，訓(xùn)練好的模型轉(zhuǎn)換成PMML(關(guān)于如何轉(zhuǎn)換，我在下面會(huì)詳細(xì)描述)，然后把模型封裝成一個(gè)類，用Java調(diào)用這個(gè)類來預(yù)測。用這種方式的好處是SOA不依賴于任何環(huán)境，任何計(jì)算和開銷都是在Java內(nèi)部里面消耗掉了，所以這種工程級(jí)別應(yīng)用速度很快、很穩(wěn)定。用此種方法也是要提供兩個(gè)東西，模型文件和預(yù)測主類;

　　如果是Offline(離線)預(yù)測的，D+1天的預(yù)測，則可以不用考慮第1、2中方式，可以簡單的使用Rscript x.R或者python x.py的方式來進(jìn)行預(yù)測。使用這種方式需要一個(gè)調(diào)度工具，如果公司沒有統(tǒng)一的調(diào)度工具，你用shell的crontab做定時(shí)調(diào)用就可以了。

　　以上三種做法，都會(huì)用SOA里面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和變換，只有部分變換會(huì)在提供的Function或者類進(jìn)行處理，一般性都建議在SOA里面處理好，否則性能會(huì)變慢。

　　大概場景羅列完畢，簡要介紹一下各不同工具的線上應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法二、轉(zhuǎn)換PMML，并封裝PMML

　　大部分模型都可以用PMML的方式實(shí)現(xiàn)，PMML的使用方法調(diào)用范例見：

　　jpmml的說明文檔：GitHub - jpmml/jpmml-evaluator: Java Evaluator API for PMML;

　　Java調(diào)用PMML的范例(PPJUtils/java/pmml at master · pjpan/PPJUtils · GitHub)，此案例是我們的工程師寫的范例，大家可以根據(jù)此案例進(jìn)行修改即可;

　　Jpmml支持的轉(zhuǎn)換語言，主流的機(jī)器學(xué)習(xí)語言都支持了，深度學(xué)習(xí)類除外;

　　從下圖可以看到，它支持R、python和spark、xgboost等模型的轉(zhuǎn)換，用起來非常方便。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法三、各個(gè)算法工具的工程實(shí)踐

　　1.python模型上線：我們目前使用了模型轉(zhuǎn)換成PMML上線方法。

　　python-sklearn里面的模型都支持，也支持xgboost，并且PCA，歸一化可以封裝成preprocess轉(zhuǎn)換成PMML，所以調(diào)用起來很方便;

　　特別需要注意的是：缺失值的處理會(huì)影響到預(yù)測結(jié)果，大家可以可以看一下;

　　用PMML方式預(yù)測，模型預(yù)測一條記錄速度是1ms，可以用這個(gè)預(yù)測來預(yù)估一下根據(jù)你的數(shù)據(jù)量，整體的速度有多少。

　　2.R模型上線-這塊我們用的多，可以用R model轉(zhuǎn)換PMML的方式來實(shí)現(xiàn)。

　　這里我介紹另一種的上線方式：Rserve。具體實(shí)現(xiàn)方式是：用SOA調(diào)用Rserve的方式去實(shí)現(xiàn)，我們會(huì)在服務(wù)器上部署好R環(huán)境和安裝好Rserve，然后用JAVA寫好SOA接口，調(diào)用Rserve來進(jìn)行預(yù)測;

　　Java調(diào)用Rserve方式見網(wǎng)頁鏈接：Rserve - Binary R server;

　　centos的Rserve搭建方法見：centos -Rserve的搭建，這里詳細(xì)描述了Rserve的搭建方式。

　　Rserve方式可以批量預(yù)測，跟PMML的單個(gè)預(yù)測方式相比，在少數(shù)據(jù)量的時(shí)候，PMML速度更快，但是如果是1000一次一批的效率上看，Rserve的方式會(huì)更快;用Rserve上線的文件只需要提供兩個(gè)：

　　模型結(jié)果文件(XX.Rdata);

　　預(yù)測函數(shù)(Pred.R)。

　　Rserve_1啟動(dòng)把模型結(jié)果(XX.Rdata)常駐內(nèi)存。預(yù)測需要的輸入Feature都在Java里定義好不同的變量，然后你用Java訪問Rserve_1，調(diào)用Pred.R進(jìn)行預(yù)測，獲取返回的List應(yīng)用在線上。最后把相關(guān)的輸入輸出存成log進(jìn)行數(shù)據(jù)核對(duì)。

　　Pred.R <- function(x1,x2,x3){data <- cbind(x1,x2,x3)# feature engineeringscore <- predict(modelname, data, type = 'prob')return(list(score))}

　　3.Spark模型上線-好處是脫離了環(huán)境，速度快。

　　Spark模型的上線就相對(duì)簡單一些，我們用scala訓(xùn)練好模型(一般性我們都用xgboost訓(xùn)練模型)然后寫一個(gè)Java Class，直接在JAVA中先獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理，把處理好的數(shù)據(jù)存成一個(gè)數(shù)組，然后調(diào)用模型Class進(jìn)行預(yù)測。模型文件也會(huì)提前l(fā)oad在內(nèi)存里面，存在一個(gè)進(jìn)程里面，然后我們?nèi)フ{(diào)用這個(gè)進(jìn)程來進(jìn)行預(yù)測。所以速度蠻快的。

　　Spark模型上線，放在spark集群，不脫離spark環(huán)境，方便，需要自己打jar包;

　　我們這里目前還沒有嘗試過，有一篇博客寫到了如果把spark模型導(dǎo)出PMML,然后提交到spark集群上來調(diào)用，大家可以參考一下：Spark加載PMML進(jìn)行預(yù)測。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法四、只用Linux的Shell來調(diào)度模型的實(shí)現(xiàn)方法—簡單粗暴

　　因?yàn)橛行┧惴üこ處熛肟焖俚?，把模型模擬線上線看一下效果，所以針對(duì)離線預(yù)測的模型形式，還有一種最簡單粗暴的方法，這種方法開發(fā)快速方便，具體做法如下：

　　寫一下R的預(yù)測腳本，比如predict.R，是你的主預(yù)測的模型;

　　然后用shell封裝成xx.sh，比如predict.sh，shell里面調(diào)用模型，存儲(chǔ)數(shù)據(jù);

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法線上部署方法五、模型數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的注意事項(xiàng)

　　區(qū)分offline和realtime數(shù)據(jù)，不管哪種數(shù)據(jù)，我們根據(jù)key和不同的更新頻次，把數(shù)據(jù)放在redis里面去，設(shè)置不同的key和不同的過期時(shí)間;

　　大部分redis數(shù)據(jù)都會(huì)存放兩個(gè)批次的數(shù)據(jù)，用來預(yù)防無法取到最新的數(shù)據(jù)，則用上一批次的數(shù)據(jù)來進(jìn)行填充;

　　針對(duì)offline數(shù)據(jù)，用調(diào)度工具做好依賴，每天跑數(shù)據(jù)，并生成信號(hào)文件讓redis來進(jìn)行讀取;

　　針對(duì)realtime數(shù)據(jù)，我們區(qū)分兩種類型，一種是歷史+實(shí)時(shí)，比如最近30天的累計(jì)訂單量，則我們會(huì)做兩步，第一部分是D+1之前的數(shù)據(jù)，存成A表，今天產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)B表，A和B表表結(jié)構(gòu)相同，時(shí)效性不同;我們分別把A表和B表的數(shù)據(jù)放在Redis上去，然后在SOA里面對(duì)這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行計(jì)算;

　　模型的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行埋點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤，一是用來校驗(yàn)數(shù)據(jù)，二來是用來監(jiān)控API接口的穩(wěn)定性，一般性我們會(huì)用ES來進(jìn)行l(wèi)og的查看和性能方面的監(jiān)控;

　　任何接口都需要有容災(zāi)機(jī)制，如果接口超時(shí)，前端需要進(jìn)行容災(zāi)，立即放棄接口調(diào)用數(shù)據(jù)，返回一個(gè)默認(rèn)安全的數(shù)值，這點(diǎn)對(duì)于工程上非常重要。