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LANCEREN/zjnuproject

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深度学习服务项目

项目概述

本项目是一个包含多个不同依赖环境子算法的深度学习服务。每个子算法可能有不同的依赖和环境要求。我们使用 Docker 来管理这些不同的环境,以确保一致性和可重复性。

项目结构

├── docker-compose.yml                    # Docker Compose 文件,用于管理多个服务
├── __init__.py
├── LICENSE
├── __main__.py                           # 本项目的程序入口
├── pyproject.toml                        # 项目代码规范文件
├── README.md                             # 项目说明文件
├── src                                   # 所有源代码文件 包含各个子算法
│   ├── Orchestrator                      # 调度程序模块
│   │   ├── Dockerfile
│   │   ├── redis_main.py                 # 容器化调度主函数入口(未实现)
│   │   └── zjnu_main.py                  # 旧的主函数入口,本阶段用于过渡
│   ├── SJTU                              # SJTU 复杂开发的算法
│   │   ├── DDQN                          # DDQN 模块
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── Interface.py                  # 通信接口类
│   └── ZJNU                              # ZJNU 复杂开发的算法
│       ├── requirements.txt              
│       ├── data_structure.py             # 通信接口类
│       ├── Analog_Propagation            # 子算法1
│       ├── Feature_Extract               # 子算法2
│       ├── Influence_Prediction          # 子算法3
│       └── __init__.py
└── tests                                 # 开发测试模块
    ├── conftest.py                       # 测试配置文件
    ├── __init__.py
    └── test_ddqn.py                      # ddqn算法测试文件

算法模块内

├── SJTU                        # 包含各个子算法的目录
│   └── DDQN                    # 子算法1
│       ├── data                # 数据存放
│       │   ├── data_sansuo
│       │   ├── data_sjtu
│       │   │   └── subgraphs
│       │   └── data_zjnu
│       ├── output              # 输出存放
│       │   └── weights
│       ├── Dockerfile          # 子算法1的 Dockerfile
│       └── requirements.txt    # 子算法1的 Python 依赖列表
...

环境要求

  • Docker: 20.10.x 或更高版本,SJTU采用27.5.0
  • Docker Compose: 1.29.x 或更高版本,SJTU采用2.32.4

构建运行

克隆项目

git clone https://git.code.tencent.com/zr197662012/zjnuproject.git
cd zjnuproject

方案一:使用本地conda环境运行

1. 安装conda

2. 创建conda环境并激活conda环境

3. 根据requirements.txt安装相关依赖

4. 在终端或IDE中运行脚本

在根目录 zjnuproject/ 下运行
python __main__.py

在根目录 zjnuproject/ 的上级目录下运行
python -m zjnuproject

方案二:构建docker镜像运行

1. 构建docker镜像

方法一:docker build指令构建各个子算法镜像

docker build -t sjtu_algorithm_ddqn -f IMPIM_SJTU/DDQN/Dockerfile .
docker build -t zjnu_algorithm_FE -f ZJNU/Feature_Extract/Dockerfile .

注:该命令应在主目录下执行,这将根据 Dockerfile 文件中的配置,构建子算法服务。Dockerfile 中应包含基础环境配置,如 Python 版本、常用库等。

方法二:docker-compose build指令构建各个子算法镜像

docker-compose build sjtu_algorithm_ddqn
docker-compose build zjnu_algorithm_FE

注:该命令应在主目录下执行,这将根据 docker-compose.yml 文件中的配置,索引到子算法的Dockerfile文件去构建子算法docker服务。

2. 使用 Docker Compose 启动服务

docker-compose up -d

这将根据 docker-compose.yml 文件中的配置,启动所有子算法服务。

3. 访问服务

根据 docker-compose.yml 中的配置,通过docke相关指令访问各个子算法docker容器服务。

详细说明

1. Orchestrator

由于本项目是一个集成了多个不同深度学习算法的框架,各个算法之间存在不可调和的环境依赖冲突,这为开发与部署带来了显著的复杂性。为了降低开发难度并提升系统的可维护性与扩展性,建议将各个子算法封装为若干个独立的 Docker 容器。通过容器化技术,可以有效隔离不同算法的运行环境,避免依赖冲突,同时提高资源利用率与部署灵活性。此外,可以利用 Redis 数据库作为中间件,在 Orchestrator 中创建一个主调度程序容器,替代原有的 zjnu_main.py 的串联式主函数功能。该主调度程序能够灵活地协调和调度各个子算法容器,并通过 Redis 实现高效的通信与数据共享,从而构建一个松耦合、高内聚的分布式系统架构。这种设计不仅简化了复杂环境下的开发流程,还为未来算法的扩展与优化提供了更加便捷的技术支持。

(2025.2.8)Orchestrator仍未开发完毕,目前还需要通过__main__.py函数作为入口调用原有的 zjnu_main.py 的串联式主函数作为过渡。

2. SJTU/DDQN/**

各单位的各个算法应当以此架构统一组织

  • SJTU 文件夹:以项目单位缩写命名的文件夹,其中包含该单位开发的各个子算法文件夹。
  • DDQN 文件夹:以算法缩写命名的文件夹,其中包含DDQN算法的代码和 Dockerfile, requirements.txt。

3. requirements.txt

每个子算法文件夹应当根据自己的依赖环境列出所需依赖包和版本号 并确保可以用类似下发的指令安装无冲突

pip3 install --no-cache-dir -r ./SJTU/DDQN/requirements.txt

4. Dockerfile

每个子算法文件夹应当根据自己的依赖环境构筑自己的dockerfile

  • src/SJTU/DDQN/Dockerfile: 用于构建子算法1的镜像,并安装子算法1的特定依赖。
  • src/ZJNU/Feature_Extract/Dockerfile: 用于构建子算法2的镜像,并安装子算法2的特定依赖。
# 使用官方 Python 镜像
FROM nvidia/cuda:11.0.3-cudnn8-runtime-ubuntu20.04 AS builder

# 安装系统依赖
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    python3 \
    python3-pip \
    # python3-dev \
    # git \
    # build-essential \
    # cmake \
    git \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 验证 Python 是否可用
RUN which python3
RUN python3 --version

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制依赖文件
COPY src/SJTU/DDQN/requirements.txt ./src/SJTU/DDQN/requirements.txt

# 安装依赖
RUN pip3 install --no-cache-dir -r ./src/SJTU/DDQN/requirements.txt
# 安装 PyTorch 和 torchvision
RUN pip3 install torch==1.7.1+cu110 torchvision==0.8.2+cu110 -f https://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html
# 安装 PyTorch 相关库
RUN pip3 install torch-scatter==2.0.7 torch-sparse==0.6.9 torch-cluster==1.5.9 torch-spline-conv==1.2.2 torch-geometric==2.0.4 -f https://data.pyg.org/whl/torch-1.7.1+cu110.html

# 阶段 2:运行环境
FROM nvidia/cuda:11.0.3-cudnn8-runtime-ubuntu20.04

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 从构建阶段复制系统安装的依赖
COPY --from=builder /usr/bin/ /usr/bin/
COPY --from=builder /usr/lib/ /usr/lib/
COPY --from=builder /usr/include/ /usr/include/
COPY --from=builder /usr/local /usr/local/

# 验证 Python 是否可用
RUN which python3
RUN python3 --version

# 复制应用代码
COPY src/ ./src/
COPY __main__.py ./__main__.py  

# 设置默认命令
# CMD ["python3", "DDQN_Interface.py"]
CMD ["/bin/bash"]

5. docker-compose.yml

docker-compose.yml 文件只有一个并且位于最顶层文件夹,用于根据各个子算法文件夹中的dockerfile文件定义和运行多个 Docker 容器。每个子算法作为一个独立的服务运行。

services:
  sjtu_algorithm_ddqn:
    build:
      context: .
      dockerfile: src/SJTU/DDQN/Dockerfile
    container_name: sjtu_algorithm_ddqn
    environment:
      - NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all       # 所有 GPU 对容器可见
      - NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all   # 启用所有 NVIDIA 驱动功能 
    volumes:
      - ./src:/app/src      # 开发时挂载代码,方便开发时实时更新代码(生产环境可移除)
      - ./__main__.py:/app/__main__.py  
    deploy:
      resources:
        reservations:
          devices:
            - capabilities: [gpu]  # 指定需要 GPU
              count: 1             # 至少需要一块 GPU
    stdin_open: true # docker run -i
    tty: true        # docker run -t
    command: /bin/bash  # 运行 nvidia-smi 命令 
    profiles:
      - development

  zjnu_algorithm_FE:    # zjnu开发容器配置举例(需自己修改本文件和子算法中的dockerfile文件)
    build:
      context: .
      dockerfile: src/ZJNU/Feature_Extract/Dockerfile
    container_name: zjnu_algorithm_FE
    environment:
      - NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all
      - NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all   # 启用所有 NVIDIA 驱动功能 
    volumes:
      - ./src:/app/src      # 开发时挂载代码,方便开发时实时更新代码(生产环境可移除)
      - ./__main__.py:/app/__main__.py  
    deploy:
      resources:
        reservations:
          devices:
            - capabilities: [gpu]  # 指定需要 GPU
              count: 1             # 至少需要一块 GPU
    stdin_open: true # docker run -i
    tty: true        # docker run -t
    command: /bin/bash  # 运行 nvidia-smi 命令 
    networks:
      - algo_net
    profiles:
      - development

开发指南

子算法管理

  1. 添加新子算法服务
    • 在各自单位的目录(如交大是SJTU)目录下创建新的子算法目录(如 DDQN)。
    • 在新目录中添加 Dockerfilerequirements.txt 文件,配置服务依赖。
    • 更新 docker-compose.yml 文件,添加新服务的配置。

Docker容器管理

  1. 修改现有服务
    • 进入相应服务目录,修改 Dockerfilerequirements.txt 文件。

    • 返回 docker-compose.yml 文件所在目录

    • 重新构建镜像并启动服务:

      docker-compose build <service_name>
      docker-compose up -d <service_name>

代码风格管理

  • 可安装 black flake isort 统一代码风格

数据管理

模型管理

常见问题

  1. 依赖库版本冲突

    • 每个子算法服务都有独立的 Docker 镜像,可以隔离依赖环境,避免版本冲突。
  2. 服务无法启动

    • 检查 docker-compose.yml 文件中的配置是否正确。

    • 查看 Docker 容器日志,定位问题:

      docker logs <container_id>

贡献指南

欢迎贡献代码、提出问题和建议。请通过 腾讯工蜂 提交贡献,并遵循以下规范:

  • 确保代码风格和组织架构一致。
  • 创建子算法或单位分支,并在该分支上开发,请不要在主分支上开发。
  • 提交前请运行测试,确保功能正常。
  • 更新 README.md 文件,反映最新变化。

在贡献代码时,请遵循以下步骤:

  1. 克隆项目
  2. 拉取最新主分支 (git pull origin master)
  3. 创建或切换到新的分支 (git checkout -b feature/YourFeatureName)
  4. 提交更改 (git commit -am 'Add some feature')
  5. 推送到自己的子分支 (git push origin feature/YourFeatureName)
  6. 切换到主分支,然后在确保主分支为最新的情况下将其他分支的版本合并到主分支并推送到远程仓库
git checkout master
git pull origin master
# 采用合并方法合并代码,方便后续开发
git merge -m "fix bugs." feature/YourFeatureName
git push origin master
  1. 解决冲突(如果有):如果在合并过程中发生冲突,Git会暂停合并,并提示你手动解决冲突。你可以使用文本编辑器打开包含冲突的文件,手动解决冲突部分,然后保存文件。解决完所有冲突后,使用git add命令将解决后的文件标记为已解决,最后使用git commit命令提交合并结果。例如:
git status  # 查看冲突文件列表
# 手动编辑冲突文件,解决冲突
git add <冲突文件>  # 标记冲突文件为已解决
git commit -m "解决冲突并合并主分支代码"  # 提交合并结果

如对git操作缺乏基础,可以参考学习以下链接: Git教程 示例

联系我们

如有任何问题或建议,请通过以下方式联系我们:

许可证

本项目采用 MIT 许可证

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