機電學習方法演講稿

　　機器學習算法線上部署方法是什么?下面是學習啦小編分享給大家的機器學習算法線上部署方法的資料，希望大家喜歡!

　　機器學習算法線上部署方法一、總結來說，大體會區(qū)分這三種場景，請大家對號入座，酌情使用

　　如果是實時的、小數(shù)據(jù)量的預測應用，則采用的SOA調(diào)用Rserve或者python-httpserve來進行應用;這種應用方式有個缺點是需要啟用服務來進行預測，也就是需要跨環(huán)境，從Java跨到R或者Python環(huán)境。對于性能，基本上我們用Rserver方式，針對一次1000條或者更少請求的預測，可以控制95%的結果在100ms內(nèi)返回結果，100ms可以滿足工程上的實踐要求。更大的數(shù)據(jù)量，比如10000/次，100000/次的預測，我們目前評估下來滿足不了100ms的要求，建議分批進行調(diào)用或者采用多線程請求的方式來實現(xiàn)。

　　如果是實時、大數(shù)據(jù)量的預測應用，則會采用SOA，訓練好的模型轉換成PMML(關于如何轉換，我在下面會詳細描述)，然后把模型封裝成一個類，用Java調(diào)用這個類來預測。用這種方式的好處是SOA不依賴于任何環(huán)境，任何計算和開銷都是在Java內(nèi)部里面消耗掉了，所以這種工程級別應用速度很快、很穩(wěn)定。用此種方法也是要提供兩個東西，模型文件和預測主類;

　　如果是Offline(離線)預測的，D+1天的預測，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的方式來進行預測。使用這種方式需要一個調(diào)度工具，如果公司沒有統(tǒng)一的調(diào)度工具，你用shell的crontab做定時調(diào)用就可以了。

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

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

　　機器學習算法線上部署方法二、轉換PMML，并封裝PMML

　　大部分模型都可以用PMML的方式實現(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)此案例進行修改即可;

　　Jpmml支持的轉換語言，主流的機器學習語言都支持了，深度學習類除外;

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

　　機器學習算法線上部署方法三、各個算法工具的工程實踐

　　1.python模型上線：我們目前使用了模型轉換成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：缺失值的處理會影響到預測結果，大家可以可以看一下;

　　用PMML方式預測，模型預測一條記錄速度是1ms，可以用這個預測來預估一下根據(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轉換PMML的方式來實現(xiàn)。

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

　　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，這里詳細描述了Rserve的搭建方式。

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

　　模型結果文件(XX.Rdata);

　　預測函數(shù)(Pred.R)。

　　Rserve_1啟動把模型結果(XX.Rdata)常駐內(nèi)存。預測需要的輸入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進行預測，獲取返回的List應用在線上。最后把相關的輸入輸出存成log進行數(shù)據(jù)核對。

　　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模型的上線就相對簡單一些，我們用scala訓練好模型(一般性我們都用xgboost訓練模型)然后寫一個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)存成一個數(shù)組，然后調(diào)用模型Class進行預測。模型文件也會提前l(fā)oad在內(nèi)存里面，存在一個進程里面，然后我們?nèi)フ{(diào)用這個進程來進行預測。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進行預測。

　　機器學習算法線上部署方法四、只用Linux的Shell來調(diào)度模型的實現(xiàn)方法—簡單粗暴

　　因為有些算法工程師想快速迭代，把模型模擬線上線看一下效果，所以針對離線預測的模型形式，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的預測腳本，比如predict.R，是你的主預測的模型;

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

　　機器學習算法線上部署方法五、模型數(shù)據(jù)流轉的注意事項

　　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，設置不同的key和不同的過期時間;

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

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

　　針對realtime數(shù)據(jù)，我們區(qū)分兩種類型，一種是歷史+實時，比如最近30天的累計訂單量，則我們會做兩步，第一部分是D+1之前的數(shù)據(jù)，存成A表，今天產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)，存儲B表，A和B表表結構相同，時效性不同;我們分別把A表和B表的數(shù)據(jù)放在Redis上去，然后在SOA里面對這兩部分數(shù)據(jù)實時進行計算;

　　模型的輸入輸出數(shù)據(jù)進行埋點，進行數(shù)據(jù)跟蹤，一是用來校驗數(shù)據(jù)，二來是用來監(jiān)控API接口的穩(wěn)定性，一般性我們會用ES來進行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機制，如果接口超時，前端需要進行容災，立即放棄接口調(diào)用數(shù)據(jù)，返回一個默認安全的數(shù)值，這點對于工程上非常重要。