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推理模式#

c10::InferenceMode 是一个新的 RAII 守护类,类似于 NoGradMode,用于在您确定操作不会与自动微分(例如模型训练)发生交互时使用。与 NoGradMode 相比,在此模式下运行的代码通过禁用自动微分相关的操作(如视图跟踪和版本计数器递增)来获得更好的性能。但是,在 c10::InferenceMode 内部创建的张量在与自动微分系统交互时也有更多的限制。

InferenceMode 可以为给定的代码块启用。在 InferenceMode 内部,所有新分配的(非视图)张量都会被标记为推理张量。推理张量

  • 没有版本计数器,因此如果您尝试读取其版本(例如,因为您保存了此张量用于反向传播),将会引发错误。

  • InferenceMode 外部是不可变的。因此,如果您尝试:- 在 InferenceMode 外部修改其数据。- 在 InferenceMode 外部将其修改为 requires_grad=True。为了规避这个问题,您可以在 InferenceMode 外部创建一个克隆,以获取一个普通张量,然后再进行修改。

非视图张量是推理张量,当且仅当它是在 InferenceMode 内部分配的。视图张量是推理张量,当且仅当它是推理张量的视图。

InferenceMode 块内部,我们做出以下性能保证:

  • NoGradMode 类似,所有操作都不会记录 grad_fn,即使它们的输入具有 requires_grad=True。这适用于推理张量和普通张量。

  • 对推理张量执行视图操作不会进行视图跟踪。视图和非视图推理张量是无法区分的。

  • 对推理张量执行原地操作保证不会进行版本递增。

有关 InferenceMode 的更多实现细节,请参阅 RFC-0011-InferenceMode

AutoNonVariableTypeMode 迁移指南#

在 PyTorch 推理工作负载的生产环境中,我们发现 C++ 守护类 AutoNonVariableTypeMode(现在是 AutoDispatchBelowADInplaceOrView)的使用非常普遍,它会禁用自动微分、视图跟踪和版本计数器递增。不幸的是,该守护类当前在推理工作负载中的惯用用法是不安全的:使用 AutoNonVariableTypeMode 可能会绕过 PyTorch 的安全检查,并导致静默的错误结果。例如,当为反向传播保存的张量随后被修改时,PyTorch 会引发错误,但发生在 AutoNonVariableTypeMode 内部的修改会静默地绕过检查,并向用户返回错误的梯度。

AutoNonVariableTypeMode 的当前用户考虑迁移时,以下步骤可能有助于您决定最佳替代方案:

  1. 尝试在仅推理模式下运行工作负载(例如,加载预训练的 JIT 模型并在 C++ 运行时执行推理)的用户,应该添加 c10::InferenceMode guard 来保护张量上的所有操作(包括模型加载)。请参见下面的推理工作负载示例。

c10::InferenceMode guard;
model.load_jit(saved_model);
auto inputs = preprocess_tensors(data);
auto out = model.forward(inputs);
auto outputs = postprocess_tensors(out);

注意:c10::InferenceModeAutoNonVariableTypeMode 提供了直接的替代方案,保留了 AutoNonVariableTypeMode 的性能特征。但它们也存在一些差异,用户应额外注意:

  • 这两个守护类都会影响张量执行过程以跳过与推理无关的工作,但 InferenceMode 也会影响张量创建,而 AutoNonVariableTypeMode 不会。换句话说,在 InferenceMode 内部创建的张量会被标记为推理张量,以便在退出 InferenceMode 后可以应用某些限制。

  • InferenceMode 的启用/禁用状态可以嵌套,而 AutoNonVariableTypeMode 只允许启用状态。

{
  InferenceMode guard(true);
  // InferenceMode is on
  {
    InferenceMode guard(false);
    // InferenceMode is off
  }
  // InferenceMode is on
}
// InferenceMode is off
  1. 尝试实现自定义内核并希望在 Autograd dispatch 键下重新分派的用户,应该改用 AutoDispatchBelowADInplaceOrView。请注意,AutoDispatchBelowADInplaceOrView 只是 AutoNonVariableTypeMode 的新名称,因为它更好地解释了守护类的功能。我们正在弃用 AutoNonVariableTypeMode,它将在 1.10 版本中移除。有关示例,请参阅 pytorch/vision 中的自定义内核 ROIAlignFunction

class ROIAlignFunction : public torch::autograd::Function<ROIAlignFunction> {
 public:
  static torch::autograd::variable_list forward(
      torch::autograd::AutogradContext* ctx,
      const torch::autograd::Variable& input,
      const torch::autograd::Variable& rois,
      double spatial_scale,
      int64_t pooled_height,
      int64_t pooled_width,
      int64_t sampling_ratio,
      bool aligned) {
    ctx->saved_data["spatial_scale"] = spatial_scale;
    ctx->saved_data["pooled_height"] = pooled_height;
    ctx->saved_data["pooled_width"] = pooled_width;
    ctx->saved_data["sampling_ratio"] = sampling_ratio;
    ctx->saved_data["aligned"] = aligned;
    ctx->saved_data["input_shape"] = input.sizes();
    ctx->save_for_backward({rois});
    // Used to be at::AutoNonVariableTypeMode g;
    at::AutoDispatchBelowADInplaceOrView guard;
    auto result = roi_align(
        input, rois, spatial_scale, pooled_height,
        pooled_width, sampling_ratio, aligned);
    return {result};
  }

自定义原地和视图内核需要除上述守护类之外的一些特殊处理,有关更多详细信息,请参阅 自定义内核教程