pytorch sampler

时间:2022-09-29 mingqian_chu 人气:0

1. dataloader() 初始化函数

 def __init__(self, dataset, batch_size=1, shuffle=False, sampler=None,
 batch_sampler=None, num_workers=0, collate_fn=None,
pin_memory=False, drop_last=False, timeout=0,
                 worker_init_fn=None, multiprocessing_context=None):

其中几个常用的参数：

dataset 数据集，map-style and iterable-style 可以用index取值的对象、
batch_size 大小
shuffle 取batch是否随机取，默认为False
sampler 定义取batch的方法，是一个迭代器，每次生成一个key 用于读取dataset中的值
batch_sampler 也是一个迭代器，每次生次一个batch_size的key
num_workers 参与工作的线程数collate_fn 对取出的batch进行处理
drop_last 对最后不足batchsize的数据的处理方法

下面看两段取自DataLoader中的__init__代码，帮助我们理解几个常用参数之间的关系

2. shuffle 与sample　之间的关系

当我们sampler有输入时，shuffle的值就没有意义，

	if sampler is None:  # give default samplers
	    if self._dataset_kind == _DatasetKind.Iterable:
	        # See NOTE [ Custom Samplers and IterableDataset ]
	        sampler = _InfiniteConstantSampler()
	    else:  # map-style
	        if shuffle:
	            sampler = RandomSampler(dataset)
	        else:
	            sampler = SequentialSampler(dataset)

当dataset类型是map style时， shuffle其实就是改变sampler的取值

shuffle为默认值 False时，sampler是SequentialSampler，就是按顺序取样,
shuffle为True时，sampler是RandomSampler，就是按随机取样

3. sample 的定义方法

3.1 sampler 参数的使用

sampler 是用来定义取batch方法的一个函数或者类，返回的是一个迭代器。

我们可以看下自带的RandomSampler类中最重要的iter函数

    def __iter__(self):
        n = len(self.data_source)
        # dataset的长度， 按顺序索引
        if self.replacement：# 对应的replace参数
            return iter(torch.randint(high=n, size=(self.num_samples,), dtype=torch.int64).tolist())
        return iter(torch.randperm(n).tolist())

可以看出，其实就是生成索引，然后随机的取值，然后再迭代。

其实还有一些细节需要注意理解：

比如__len__函数，包括DataLoader的len和sample的len，两者区别，这部分代码比较简单，可以自行阅读，其实参考着RandomSampler写也不会出现问题。
比如，迭代器和生成器的使用，以及区别

    if batch_size is not None and batch_sampler is None:
        # auto_collation without custom batch_sampler
        batch_sampler = BatchSampler(sampler, batch_size, drop_last)
        
    self.sampler = sampler
    self.batch_sampler = batch_sampler

BatchSampler的生成过程：

# 略去类的初始化
    def __iter__(self):
        batch = []
        for idx in self.sampler:
            batch.append(idx)
            if len(batch) == self.batch_size:
                yield batch
                batch = []
        if len(batch) > 0 and not self.drop_last:
            yield batch

就是按batch_size从sampler中读取索引，并形成生成器返回。

以上可以看出, batch_sampler和sampler， batch_size， drop_last之间的关系

如果batch_sampler没有定义的话且batch_size有定义，会根据sampler, batch_size, drop_last生成一个batch_sampler
自带的注释中对batch_sampler有一句话： Mutually exclusive with :attr:batch_size :attr:shuffle, :attr:sampler, and :attr:drop_last.
意思就是b
atch_sampler 与这些参数冲突 ,即如果你定义了batch_sampler, 其他参数都不需要有

4. batch 生成过程

每个batch都是由迭代器产生的：

# DataLoader中iter的部分
    def __iter__(self):
        if self.num_workers == 0:
            return _SingleProcessDataLoaderIter(self)
        else:
            return _MultiProcessingDataLoaderIter(self)

# 再看调用的另一个类
class _SingleProcessDataLoaderIter(_BaseDataLoaderIter):
    def __init__(self, loader):
        super(_SingleProcessDataLoaderIter, self).__init__(loader)
        assert self._timeout == 0
        assert self._num_workers == 0

        self._dataset_fetcher = _DatasetKind.create_fetcher(
            self._dataset_kind, self._dataset, self._auto_collation, self._collate_fn, self._drop_last)

    def __next__(self):
        index = self._next_index()  
        data = self._dataset_fetcher.fetch(index)  
        if self._pin_memory:
            data = _utils.pin_memory.pin_memory(data)
        return data

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