Task

Task是Angel的元计算类,所有的机器学习算法,都要通过继承它,来实现训练或者预测过程。它运行于Worker之内,Task可以共享一个Worker中的某些资源。

理解Task,对了解Angel编程原则有很重要的帮助

  • Task中,完成对数据的读取和训练两个动作,一个Task只负责它自己读取到的数据的训练
  • 中间结果不落地,不对外界开放,这个和其它大部分系统都不一样
  • 不同的Task,计算时不互相传输数据,它们都只和PSServer打交道

功能

一个Task的执行流程如图所示:

Task - 图1

Task基本流程主要有2步:

  1. 训练数据读取

    原始的数据存在分布式文件系统之上,且格式一般不能直接被机器学习算法使用。所以Angel抽象出了训练数据准备这一过程:在这个过程中,Task将分布式文件系统上的数据拉取到本地,然后解析并转换成所需的数据结构,放入DataBlock之中。这一步包括了preProcess和parse

  2. 计算(训练 or 预测)

    对于一般的模型训练,这一步会进行多轮的迭代计算,最后输出一个模型;对于预测,数据只会被计算一次,输出预测结果。这一步一般叫run

为了让应用程序定制所需的计算流程,Angel抽象出了BaseTaskInterface接口,并在其基础上提供BaseTaskTrainTaskPredictTask等基类。应用程序可以根据自己的需求扩展这些基类。

Task在计算过程中,需要用到一些系统配置信息和控制迭代进度等,这些是通过TaskContext来提供的

核心类

BaseTaskInterface

BaseTaskInterface定义了一个算法的计算流程接口。KEYIN和VALUEIN表示原始输入数据的类型;VALUEOUT表示预处理输出的数据类型,同时它也是训练过程的输入数据。

  1. parse

    • 定义:VALUEOUT parse(KEYIN key, VALUEIN value)
    • 功能描述:解析原始输入数据的一行,生成训练过程需要的数据结构
    • 参数:KEYIN key, VALUEIN value 以键值对表示的原始数据
    • 返回值:VALUEOUT 训练数据
  2. preProcess

    • 定义:void preProcess(TaskContext taskContext)
    • 功能描述:表示从原始数据块到训练数据集合的转换过程
    • 参数:TaskContext taskContext 运行预处理过程的Task相关信息
    • 返回值:无
  3. run

    • 定义:void run(TaskContext taskContext) throws AngelException
    • 功能描述:模型训练过程
    • 参数:TaskContext taskContext 当前Task相关信息
    • 返回值:无

为了进一步简化应用程序编程接口,Angel定义了两个BaseTask的子类TrainTask和PredictTask(这两个类的VALUEOUT均为LabeledData),分别用于训练和预测模式下。应用程序可以根据需求扩展TrainTask和PredictTask。

TrainTask[KEYIN, VALUEIN]

  1. train
    • 定义:void train(TaskContext taskContext)
    • 功能描述:模型训练过程
    • 参数:TaskContext taskContext Task相关信息
    • 返回值:无

PredictTask[KEYIN, VALUEIN]

  1. predict

    • 定义:def predict(taskContext: TaskContext)
    • 功能描述:利用模型进行预测
    • 参数:TaskContext taskContext 当前Task相关信息
    • 返回值:无

TaskContext

应用程序可以通过TaskContext来获取任务配置,Task运行信息等。除此之外,也可以将计算过程中的一些指标保存在TaskContext中以便任务页面展示。

  1. getReader

    • 定义:<K, V> Reader<K, V> getReader()
    • 功能描述:获取分配给这个Task的数据块对应的Reader,一般只在preProcess接口中使用
    • 参数:无
    • 返回值:原始数据块Reader
  2. getConf

    • 定义:Configuration getConf()
    • 功能描述:获取任务配置信息
    • 参数:无
    • 返回值:任务配置
  3. getTotalTaskNum

    • 定义:int getTotalTaskNum()
    • 功能描述:获取任务总的Task数量
    • 参数:无
    • 返回值:任务总的Task数量
  4. getIteration

    • 定义:int getIteration()
    • 功能描述:获取当前Task的迭代轮数
    • 参数:无
    • 返回值:当前Task迭代到多少轮
  5. incIteration

    • 定义:void incIteration()
    • 功能描述:将迭代轮数加1,表示进入下一轮迭代
    • 参数:无
    • 返回值:无
  6. getMatrixClock

    • 定义:int getMatrixClock(int matrixId)
    • 功能描述:获取某个矩阵的时钟信息。时钟信息用于进行Task之间的同步控制
    • 参数:int matrixId 矩阵id
    • 返回值:矩阵的当前时钟
  7. globalSync

    • 定义:void globalSync()
    • 功能描述:将当前Task与任务下的所有其他Task进行同步,让他们进度一致。本方法主要用于BSP同步模型下,一般情况下并不需要应用程序显式调用它来实现同步控制(Angel在内部已经做了同步控制,内部同步过程是以矩阵为单位进行的),除非算法有这方面的特殊需求,否则不需要调用该方法
    • 参数:无
    • 返回值:无
  8. setCounter

    • 定义:void setCounter(String counterName, int updateValue)
    • 功能描述:设置Counter值
    • 参数

      • String counterName Counter名
      • int updateValue Counter值
    • 返回值:无

  9. updateCounter

    • 定义:void updateCounter(String counterName, int updateValue)
    • 功能描述:以累加的方式更新Counter值
    • 参数:String counterName Counter名;int updateValue Counter更新值
    • 返回值:无