【大模型实践】ChatGLM3-6B 微调实践，更新模型知识

如果你是 NLP 领域初学者，欢迎关注我的博客，我不仅会分享理论知识，更会通过实例和实用技巧帮助你迅速入门。我的目标是让每个初学者都能轻松理解复杂的 NLP 概念，并在实践中掌握这一领域的核心技能。
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一、ChatGLM3 介绍

1、概述

ChatGLM3 是智谱 AI 和清华大学 KEG 实验室联合发布的对话预训练模型。ChatGLM3-6B 是 ChatGLM3 系列中的开源模型，在保留了前两代模型对话流畅、部署门槛低等众多优秀特性的基础上，ChatGLM3-6B 引入了如下特性：

a、更强大的基础模型： ChatGLM3-6B 的基础模型 ChatGLM3-6B-Base 采用了更多样的训练数据、更充分的训练步数和更合理的训练策略。在语义、数学、推理、代码、知识等不同角度的数据集上测评显示，?ChatGLM3-6B-Base 具有在 10B 以下的基础模型中最强的性能。
b、更完整的功能支持： ChatGLM3-6B 采用了全新设计的 Prompt 格式 ，除正常的多轮对话外。同时原生支持工具调用（Function Call）、代码执行（Code Interpreter）和 Agent 任务等复杂场景。
c、更全面的开源序列： 除了对话模型 ChatGLM3-6B 外，还开源了基础模型 ChatGLM3-6B-Base 、长文本对话模型 ChatGLM3-6B-32K。以上所有权重对学术研究完全开放 ，在填写 问卷 进行登记后亦允许免费商业使用。
https://github.com/THUDM/ChatGLM3

2、实现原理

以下是 GPT 模型通用的实现原理：
a、Transformer Architecture： GPT 模型采用 Transformer 架构，包括多个编码器和解码器层。每个层都包含多头自注意力机制和前馈神经网络。
b、预训练： 模型首先在大规模的文本语料库上进行预训练。这个阶段模型学到了语言的统计结构、语法、语义等信息，使其能够理解和生成自然语言。
c、参数规模： chatglm3-6B 表示该模型包含约 6 亿（Billion）个参数，这使得它相当庞大，有能力处理多种复杂的语言任务。
d、微调： 在预训练之后，模型可以在特定任务或领域上进行微调，以适应具体的应用场景。微调可能需要一个任务特定的数据集。
e、Tokenization 和 Attention Mechanism： 输入文本通过分词（Tokenization）被转换成模型能够理解的表示，并且通过自注意力机制进行处理，以关注输入序列中不同位置的信息。
f、生成式模型： GPT 是生成式模型，它能够生成类似于训练数据的文本。在对话中，它可以生成连贯自然的回应。

二、开发环境准备

1、硬件要求

最低显存要求: 24GB
推荐显卡: RTX 4090

2、软件要求

Linux Ubuntu 22.04.5 kernel version 6.7
Python 版本: = 3.10
CUDA 版本: >= 11.7

三、部署和微调

1、拉取仓库

git clone https://github.com/THUDM/ChatGLM3

2、进入目录

cd ChatGLM3

3、创建虚拟环境

conda create -n chatglm python=3.10

4、激活使用虚拟环境

conda activate chatglm

5、安装全部依赖

pip install -r requirements.txt

6、下载模型

a、访问?https://huggingface.co/THUDM/chatglm3-6b?下载（需要特殊网络环境）

b、从 hugging face 下的话需要特殊网络环境，没有条件的可以从魔塔社区下载：

!pip install modelscope

from modelscope import snapshot_download
model_dir = snapshot_download("ZhipuAI/chatglm3-6b", revision = "v1.0.0", cache_dir='path/to/save/dir')

其中?cache_dir?参数指定了模型保存的路径。

7、进入?finetune_chatmodel_demo?并安装微调依赖：

cd finetune_chatmodel_demo
pip install requirements.txt

使用对话格式进行微调，官方给出的数据格式如下：

[
  {
    "conversations": [
      {
        "role": "system",
        "content": "<system prompt text>"
      },
      {
        "role": "user",
        "content": "<user prompt text>"
      },
      {
        "role": "assistant",
        "content": "<assistant response text>"
      }, 
       // ... Muti Turn
      {
        "role": "user",
        "content": "<user prompt text>"
      },
      {
        "role": "assistant",
        "content": "<assistant response text>"
      }
    ]
  }
  // ...
]

8、下载 ToolAlpaca 数据集

作为示例，使用 ToolAlpaca 数据集来进行微调。首先，克隆 ToolAlpaca 数据集

git clone https://github.com/tangqiaoyu/ToolAlpaca

9、处理数据集格式

./scripts/format_tool_alpaca.py --path "ToolAlpaca/data/train_data.json"

将数据集处理成上述格式。在这里，我们有意将工具处理成了了 list[str] 这样的自然语言形式，以观察模型在微调前后对工具定义的理解能力。
处理完成数据位置：

ChatGLM3/finetune_chatmodel_demo/formatted_data/tool_alpaca.jsonl

10、微调模型

官方提供了两种方式，一般使用 P-Tuning v2 微调即可。如果有报错，请查看文文章末的异常集合有无解决方案。

./scripts/finetune_ds_multiturn.sh  # 全量微调
./scripts/finetune_pt_multiturn.sh  # P-Tuning v2 微调

微调过程较长，显卡大概占用 23G 显存：

Every 1.0s: nvidia-smi                                                                                    Wed Jan 24 22:59:35 2024

Wed Jan 24 22:59:35 2024
+-----------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 515.105.01   Driver Version: 515.105.01   CUDA Version: 11.7     |
|-------------------------------+----------------------+----------------------+
| GPU  Name        Persistence-M| Bus-Id        Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
| Fan  Temp  Perf  Pwr:Usage/Cap|         Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. |
|                               |                      |               MIG M. |
|===============================+======================+======================|
|   0  Tesla V100-PCIE...  Off  | 00000000:98:00.0 Off |                    0 |
| N/A   72C    P0   256W / 250W |  29786MiB / 32768MiB |    100%      Default |
|                               |                      |                  N/A |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+
|   1  Tesla V100-PCIE...  Off  | 00000000:CA:00.0 Off |                    0 |
| N/A   28C    P0    34W / 250W |  19736MiB / 32768MiB |      0%      Default |
|                               |                      |                  N/A |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+

+-----------------------------------------------------------------------------+
| Processes:                                                                  |
|  GPU   GI   CI        PID   Type   Process name                  GPU Memory |
|        ID   ID                                                   Usage      |
|=============================================================================|
|    0   N/A  N/A     13213      C   ...a/envs/chatglm/bin/python    23485MiB |

顺利的话，窗口会输出如下内容：

+ PRE_SEQ_LEN=128
+ LR=2e-2
+ NUM_GPUS=1
+ MAX_SEQ_LEN=2048
+ DEV_BATCH_SIZE=1
+ GRAD_ACCUMULARION_STEPS=16
+ MAX_STEP=1000
+ SAVE_INTERVAL=500
+ AUTORESUME_FROM_CHECKPOINT=True
++ date +%Y%m%d-%H%M%S
+ DATESTR=20240124-134556
+ RUN_NAME=tool_alpaca_pt
+ BASE_MODEL_PATH=/data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b
+ DATASET_PATH=formatted_data/tool_alpaca.jsonl
+ OUTPUT_DIR=output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2
+ mkdir -p output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2
+ tee output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2/train.log
+ torchrun --standalone --nnodes=1 --nproc_per_node=1 finetune.py --train_format multi-turn --train_file formatted_data/tool_alpaca.jsonl --max_seq_length 2048 --preprocessing_num_workers 1 --model_name_or_path /data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b --output_dir output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2 --per_device_train_batch_size 1 --gradient_accumulation_steps 16 --max_steps 1000 --logging_steps 1 --save_steps 500 --learning_rate 2e-2 --pre_seq_len 128 --resume_from_checkpoint True
master_addr is only used for static rdzv_backend and when rdzv_endpoint is not specified.
01/24/2024 13:46:02 - WARNING - __main__ - Process rank: 0, device: cuda:0, n_gpu: 1distributed training: True, 16-bits training: False
01/24/2024 13:46:02 - INFO - __main__ - Training/evaluation parameters Seq2SeqTrainingArguments(
_n_gpu=1,
adafactor=False,
adam_beta1=0.9,
adam_beta2=0.999,
adam_epsilon=1e-08,
auto_find_batch_size=False,
bf16=False,
bf16_full_eval=False,
data_seed=None,
dataloader_drop_last=False,
dataloader_num_workers=0,
dataloader_persistent_workers=False,
dataloader_pin_memory=True,
ddp_backend=None,
ddp_broadcast_buffers=None,
ddp_bucket_cap_mb=None,
ddp_find_unused_parameters=False,
ddp_timeout=1800,
debug=[],
deepspeed=None,
disable_tqdm=False,
dispatch_batches=None,
do_eval=False,
do_predict=False,
do_train=False,
eval_accumulation_steps=None,
eval_delay=0,
eval_steps=None,
evaluation_strategy=no,
fp16=False,
fp16_backend=auto,
fp16_full_eval=False,
fp16_opt_level=O1,
fsdp=[],
fsdp_config={'min_num_params': 0, 'xla': False, 'xla_fsdp_grad_ckpt': False},
fsdp_min_num_params=0,
fsdp_transformer_layer_cls_to_wrap=None,
full_determinism=False,
generation_config=None,
generation_max_length=None,
generation_num_beams=None,
gradient_accumulation_steps=16,
gradient_checkpointing=False,
gradient_checkpointing_kwargs=None,
greater_is_better=None,
group_by_length=False,
half_precision_backend=auto,
hub_always_push=False,
hub_model_id=None,
hub_private_repo=False,
hub_strategy=every_save,
hub_token=<HUB_TOKEN>,
ignore_data_skip=False,
include_inputs_for_metrics=False,
include_num_input_tokens_seen=False,
include_tokens_per_second=False,
jit_mode_eval=False,
label_names=None,
label_smoothing_factor=0.0,
learning_rate=0.02,
length_column_name=length,
load_best_model_at_end=False,
local_rank=0,
log_level=passive,
log_level_replica=warning,
log_on_each_node=True,
logging_dir=output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2/runs/Jan24_13-46-02_nlp,
logging_first_step=False,
logging_nan_inf_filter=True,
logging_steps=1.0,
logging_strategy=steps,
lr_scheduler_kwargs={},
lr_scheduler_type=linear,
max_grad_norm=1.0,
max_steps=1000,
metric_for_best_model=None,
mp_parameters=,
neftune_noise_alpha=None,
no_cuda=False,
num_train_epochs=3.0,
optim=adamw_torch,
optim_args=None,
output_dir=output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2,
overwrite_output_dir=False,
past_index=-1,
per_device_eval_batch_size=8,
per_device_train_batch_size=1,
predict_with_generate=False,
prediction_loss_only=False,
push_to_hub=False,
push_to_hub_model_id=None,
push_to_hub_organization=None,
push_to_hub_token=<PUSH_TO_HUB_TOKEN>,
ray_scope=last,
remove_unused_columns=True,
report_to=[],
resume_from_checkpoint=True,
run_name=output/tool_alpaca_pt-20240124-134556-128-2e-2,
save_on_each_node=False,
save_only_model=False,
save_safetensors=False,
save_steps=500,
save_strategy=steps,
save_total_limit=None,
seed=42,
skip_memory_metrics=True,
sortish_sampler=False,
split_batches=False,
tf32=None,
torch_compile=False,
torch_compile_backend=None,
torch_compile_mode=None,
torchdynamo=None,
tpu_metrics_debug=False,
tpu_num_cores=None,
use_cpu=False,
use_ipex=False,
use_legacy_prediction_loop=False,
use_mps_device=False,
warmup_ratio=0.0,
warmup_steps=0,
weight_decay=0.0,
)
[INFO|configuration_utils.py:727] 2024-01-24 13:46:02,515 >> loading configuration file /data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b/config.json
[INFO|configuration_utils.py:727] 2024-01-24 13:46:02,520 >> loading configuration file /data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b/config.json
[INFO|configuration_utils.py:792] 2024-01-24 13:46:02,522 >> Model config ChatGLMConfig {
  "_name_or_path": "/data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b",
  "add_bias_linear": false,
  "add_qkv_bias": true,
  "apply_query_key_layer_scaling": true,
  "apply_residual_connection_post_layernorm": false,
  "architectures": [
    "ChatGLMModel"
  ],
  "attention_dropout": 0.0,
  "attention_softmax_in_fp32": true,
  "auto_map": {
    "AutoConfig": "configuration_chatglm.ChatGLMConfig",
    "AutoModel": "modeling_chatglm.ChatGLMForConditionalGeneration",
    "AutoModelForCausalLM": "modeling_chatglm.ChatGLMForConditionalGeneration",
    "AutoModelForSeq2SeqLM": "modeling_chatglm.ChatGLMForConditionalGeneration",
    "AutoModelForSequenceClassification": "modeling_chatglm.ChatGLMForSequenceClassification"
  },
  "bias_dropout_fusion": true,
  "classifier_dropout": null,
  "eos_token_id": 2,
  "ffn_hidden_size": 13696,
  "fp32_residual_connection": false,
  "hidden_dropout": 0.0,
  "hidden_size": 4096,
  "kv_channels": 128,
  "layernorm_epsilon": 1e-05,
  "model_type": "chatglm",
  "multi_query_attention": true,
  "multi_query_group_num": 2,
  "num_attention_heads": 32,
  "num_layers": 28,
  "original_rope": true,
  "pad_token_id": 0,
  "padded_vocab_size": 65024,
  "post_layer_norm": true,
  "pre_seq_len": null,
  "prefix_projection": false,
  "quantization_bit": 0,
  "rmsnorm": true,
  "seq_length": 8192,
  "tie_word_embeddings": false,
  "torch_dtype": "float16",
  "transformers_version": "4.37.0",
  "use_cache": true,
  "vocab_size": 65024
}

[INFO|tokenization_utils_base.py:2025] 2024-01-24 13:46:02,527 >> loading file tokenizer.model
[INFO|tokenization_utils_base.py:2025] 2024-01-24 13:46:02,527 >> loading file added_tokens.json
[INFO|tokenization_utils_base.py:2025] 2024-01-24 13:46:02,527 >> loading file special_tokens_map.json
[INFO|tokenization_utils_base.py:2025] 2024-01-24 13:46:02,527 >> loading file tokenizer_config.json
[INFO|tokenization_utils_base.py:2025] 2024-01-24 13:46:02,527 >> loading file tokenizer.json
[INFO|modeling_utils.py:3475] 2024-01-24 13:46:02,787 >> loading weights file /data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b/pytorch_model.bin.index.json
[INFO|configuration_utils.py:826] 2024-01-24 13:46:02,788 >> Generate config GenerationConfig {
  "eos_token_id": 2,
  "pad_token_id": 0,
  "use_cache": false
}

Loading checkpoint shards: 100%|██████████| 7/7 [00:10<00:00,  1.50s/it]
[INFO|modeling_utils.py:4352] 2024-01-24 13:46:13,332 >> All model checkpoint weights were used when initializing ChatGLMForConditionalGeneration.
[INFO|modeling_utils.py:3897] 2024-01-24 13:46:13,335 >> Generation config file not found, using a generation config created from the model config.
Sanity Check >>>>>>>>>>>>>
           '[gMASK]':  64790 ->   -100
               'sop':  64792 ->   -100
        '<|system|>':  64794 ->   -100
                  '':  30910 ->   -100
                '\n':     13 ->   -100
            'Answer':  20115 ->   -100
               'the':    267 ->   -100

                 ......................

                 '0':  30940 ->  30940
                 '0':  30940 ->  30940
                 '.':  30930 ->  30930
                  '':      2 ->      2
<<<<<<<<<<<<< Sanity Check
[INFO|trainer.py:522] 2024-01-24 13:46:23,002 >> max_steps is given, it will override any value given in num_train_epochs
[INFO|trainer.py:1721] 2024-01-24 13:46:23,749 >> ***** Running training *****
[INFO|trainer.py:1722] 2024-01-24 13:46:23,749 >>   Num examples = 4,048
[INFO|trainer.py:1723] 2024-01-24 13:46:23,749 >>   Num Epochs = 4
[INFO|trainer.py:1724] 2024-01-24 13:46:23,749 >>   Instantaneous batch size per device = 1
[INFO|trainer.py:1727] 2024-01-24 13:46:23,749 >>   Total train batch size (w. parallel, distributed & accumulation) = 16
[INFO|trainer.py:1728] 2024-01-24 13:46:23,749 >>   Gradient Accumulation steps = 16
[INFO|trainer.py:1729] 2024-01-24 13:46:23,749 >>   Total optimization steps = 1,000
[INFO|trainer.py:1730] 2024-01-24 13:46:23,751 >>   Number of trainable parameters = 1,835,008
{'loss': 0.9685, 'learning_rate': 0.01998, 'epoch': 0.0}
{'loss': 0.9597, 'learning_rate': 0.019960000000000002, 'epoch': 0.01}
{'loss': 0.9796, 'learning_rate': 0.01994, 'epoch': 0.01}

.......................................................

{'loss': 0.292, 'learning_rate': 0.0165, 'epoch': 0.69}
 18%|█▊        | 175/1000 [1:08:58<5:24:24, 23.59s/it]

四、部署微调后的模型

MODEL_PATH 为自己的 chatglm3-6b 的路径，PT_PATH 指向微调后输出的路径，PT_PATH 的路径一般如下位置和格式：

"ChatGLM3/finetune_chatmodel_demo/output/tool_alpaca_pt-20231227-061735-128-2e-2"

1、对于全量微调，可以使用以下方式进行部署

cd ../composite_demo
MODEL_PATH="path to finetuned model checkpoint" TOKENIZER_PATH="THUDM/chatglm3-6b" streamlit run main.py

2、对于 P-Tuning v2 微调，可以使用以下方式进行部署

cd ../composite_demo
MODEL_PATH="THUDM/chatglm3-6b" PT_PATH="path to p-tuning checkpoint" streamlit run main.py

五、异常集合

1、异常一

场景：

运行微调代码时候

./scripts/finetune_ds.sh  # 全量微调
./scripts/finetune_pt.sh  # P-Tuning v2 微调

问题：

出现无限循环网络问题

[W socket.cpp:601] [c10d] The IPv6 network addresses of (nlp, 56126) cannot be retrieved (gai error: -2 - Name or service not known).
[W socket.cpp:601] [c10d] The IPv6 network addresses of (nlp, 56126) cannot be retrieved (gai error: -2 - Name or service not known).
[W socket.cpp:601] [c10d] The IPv6 network addresses of (nlp, 56126) cannot be retrieved (gai error: -2 - Name or service not known).
[W socket.cpp:601] [c10d] The IPv6 network addresses of (nlp, 56126) cannot be retrieved (gai error: -2 - Name or service not known).

解决：

大概意思是没能连接上本地的网络，查了很多资料都没有结果，下面这个解决方法对我有用。
手动添加本地网络

vim /etc/hosts

添上本地网络

127.0.0.1 nlp

nlp 为机器名字，如果没有 127.0.0.1 这一行，自行添加即可

2、异常二

场景：

运行微调代码时候

./scripts/finetune_ds.sh  # 全量微调
./scripts/finetune_pt.sh  # P-Tuning v2 微调

问题：

端口占用

(chatglm) root@nlp:/data/chengligen/ChatGLM3-main/finetune_chatmodel_demo# ./scripts/finetune_pt_multiturn.sh
+ PRE_SEQ_LEN=128
+ LR=2e-2
+ NUM_GPUS=1
+ MAX_SEQ_LEN=2048
+ DEV_BATCH_SIZE=1
+ GRAD_ACCUMULARION_STEPS=16
+ MAX_STEP=1000
+ SAVE_INTERVAL=500
+ AUTORESUME_FROM_CHECKPOINT=True
++ date +%Y%m%d-%H%M%S
+ DATESTR=20240124-134257
+ RUN_NAME=tool_alpaca_pt
+ BASE_MODEL_PATH=/data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b
+ DATASET_PATH=formatted_data/tool_alpaca.jsonl
+ OUTPUT_DIR=output/tool_alpaca_pt-20240124-134257-128-2e-2
+ mkdir -p output/tool_alpaca_pt-20240124-134257-128-2e-2
+ torchrun --standalone --nnodes=1 --nproc_per_node=1 finetune.py --train_format multi-turn --train_file formatted_data/tool_alpaca.jsonl --max_seq_length 2048 --preprocessing_num_workers 1 --model_name_or_path /data/chengligen/ChatGLM3-main/models/chatglm3-6b --output_dir output/tool_alpaca_pt-20240124-134257-128-2e-2 --per_device_train_batch_size 1 --gradient_accumulation_steps 16 --max_steps 1000 --logging_steps 1 --save_steps 500 --learning_rate 2e-2 --pre_seq_len 128 --resume_from_checkpoint True
+ tee output/tool_alpaca_pt-20240124-134257-128-2e-2/train.log
master_addr is only used for static rdzv_backend and when rdzv_endpoint is not specified.
[W socket.cpp:426] [c10d] The server socket has failed to bind to [::]:29400 (errno: 98 - Address already in use).
[W socket.cpp:426] [c10d] The server socket has failed to bind to 0.0.0.0:29400 (errno: 98 - Address already in use).
[E socket.cpp:462] [c10d] The server socket has failed to listen on any local network address.

解决：

找出端口占用程序的 pid，杀掉即可，我的显示端口号 29400 被占用
找到占用程序的 pid

lsof -i :29400

(chatglm) root@nlp:/data/chengligen/ChatGLM3-main/finetune_chatmodel_demo# lsof -i :29400
COMMAND   PID USER   FD   TYPE    DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
torchrun 2653 root    3u  IPv6  98686958      0t0  TCP *:29400 (LISTEN)
torchrun 2653 root    6u  IPv6  98686964      0t0  TCP localhost:44330->localhost:29400 (ESTABLISHED)
torchrun 2653 root    7u  IPv6  98686967      0t0  TCP localhost:44332->localhost:29400 (ESTABLISHED)
torchrun 2653 root    8u  IPv6  98697430      0t0  TCP localhost:29400->localhost:44330 (ESTABLISHED)
torchrun 2653 root   11u  IPv6  98697431      0t0  TCP localhost:29400->localhost:44332 (ESTABLISHED)
torchrun 2855 root    3u  IPv6 100832571      0t0  TCP localhost:57180->localhost:29400 (ESTABLISHED)
torchrun 2855 root    4u  IPv6 100832574      0t0  TCP localhost:57182->localhost:29400 (ESTABLISHED)

杀掉 pid 为 2653 的程序

kill -9 2653

在这个充满科技魔力的时代，自然语言处理（NLP）正如一颗璀璨的明星般照亮我们的数字世界。当我们涉足 NLP 的浩瀚宇宙，仿佛开启了一场语言的奇幻冒险。正如亚历克斯 · 康普顿所言：“语言是我们思想的工具，而 NLP 则是赋予语言新生命的魔法。”这篇博客将引领你走进 NLP 前沿，发现语言与技术的交汇点，探寻其中的无尽可能。不论你是刚刚踏入 NLP 的大门，还是这个领域的资深专家，我的博客都将为你提供有益的信息。一起探索语言的边界，迎接未知的挑战，让我们共同在 NLP 的海洋中畅游！期待与你一同成长，感谢你的关注和支持。欢迎任何人前来讨论问题。