[书生·浦语大模型实战营]——轻松玩转书生·浦语大模型趣味 Demo

Part1 大模型及InternLM模型简介

1.1 什么是大模型？

定义大模型通常指的是机器学习或人工智能领域中参数数量巨大、拥有庞大计算能力和参数规模的模型。这些模型利用大量数据进行训练，并且拥有数十亿甚至数千亿个参数。
发展大模型的出现和发展得益于增长的数据量、计算能力的提升以及算法优化等因素。这些模型在各种任务中展现出惊人的性能，比如自然语言处理、计算机视觉、语音识别等。
常用结构这种模型通常采用深度神经网络结构，如 Transformer、BERT、GPT（ Generative Pre-trained Transformer ）等。
优势大模型的优势在于其能够捕捉和理解数据中更为复杂、抽象的特征和关系。通过大规模参数的学习，它们可以提高在各种任务上的泛化能力，并在未经过大量特定领域数据训练的情况下实现较好的表现。
挑战面临巨大的计算资源需求、高昂的训练成本、对大规模数据的依赖以及模型的可解释性等问题。

1.2 InternLM 模型全链条开源

InternLM的定位：InternLM 是一个开源的轻量级训练框架，旨在支持大模型训练而无需大量的依赖。
特点：通过单一的代码库，它支持在拥有数千个 GPU 的大型集群上进行预训练，并在单个 GPU 上进行微调，同时实现了卓越的性能优化。在 1024 个 GPU 上训练时，InternLM 可以实现近 90% 的加速效率。
目前开源的预训练模型：基于 InternLM 训练框架，上海人工智能实验室已经发布了两个开源的预训练模型：InternLM-7B 和 InternLM-20B
Lagent 的定位：Lagent 是一个轻量级、开源的基于大语言模型的智能体（agent）框架。
功能：支持用户快速地将一个大语言模型转变为多种类型的智能体，并提供了一些典型工具为大语言模型赋能。
特点：通过 Lagent 框架可以更好的发挥 InternLM 的全部性能。

浦语·灵笔的定位：浦语·灵笔是基于书生·浦语大语言模型研发的视觉-语言大模型。
特点：提供出色的图文理解和创作能力，结合了视觉和语言的先进技术，能够实现图像到文本、文本到图像的双向转换。

Part2 Demo实践

2.0 环境准备

之后的所有demo都在实战营提供的InternStudio平台提供的机器上完成。

2.0.1 开发机创建

下图显示的是在InternStudio平台中选择 A100(1/4) 的配置，选择镜像 Cuda11.7-conda，具体操作如下图所示。事实上为了满足后续所有demo的运行，这里我选择的是A100（1/4）*2这个配置，不然最后一个demo会爆显存，大家按需选择即可，这些都随时可以调整。

完成上述选择和应该已经创建了一个开发机，如下所示，可以选择直接进入开发机，但是为了后续的服务器端口映射以及保证开发体验的一致性，接下来完成SSH的连接。

2.0.2 SSH远程连接

以Win机器下的VScode为例。
（1）在本地机器上打开 Power Shell 终端。在终端中，运行以下命令来生成 SSH 密钥对：

ssh-keygen -t rsa

（2） 会提示选择密钥文件的保存位置，默认情况下是在 ~/.ssh/ 目录中。按 Enter 键接受默认值或输入自定义路径。
（3）公钥默认存储在 ~/.ssh/id_rsa.pub，可以通过系统自带的 cat 工具查看文件内容：

cat ~\.ssh\id_rsa.pub

（4）将公钥复制到剪贴板中，然后回到 InternStudio 控制台，点击配置 SSH Key。如下图所示：

（5）将刚刚复制的公钥添加进入即可

（6）获取ssh连接命令。如下图所示：

ssh -o StrictHostKeyChecking=no -p 33466 root@ssh.intern-ai.org.cn

（7）打开本地的Vscode，连接开发机
如果没有安装ssh扩展，可以在扩展市场里搜索SSH，然后安装如下图所示的扩展。

安装之后界面的左下角应该会出现这个蓝色图标，点击它。然后在上侧弹出的栏里选择Connect to Host->点击+Add New SSH Host->将（6）中获得的命令复制到输入框中，按回车，就可以了。

2.1 InternLM-Chat-7B 智能对话 Demo

2.1.1 在远程连接后的vscode中打开一个Terminal，运行下面命令开始配置环境。

进入 conda 环境之后（前面出现了base），使用以下命令从本地克隆一个已有的 pytorch 2.0.1 的环境

conda create --name internlm-demo --clone=/root/share/conda_envs/internlm-base

激活环境

conda activate internlm-demo

安装依赖

# 升级pip
python -m pip install --upgrade pip

pip install modelscope==1.9.5
pip install transformers==4.35.2
pip install streamlit==1.24.0
pip install sentencepiece==0.1.99
pip install accelerate==0.24.1

2.1.2 下载模型

方法一：
InternStudio平台的 share 目录下已经为我们准备了全系列的 InternLM 模型，所以我们可以直接复制即可。使用如下命令复制：

mkdir -p /root/model/Shanghai_AI_Laboratory
cp -r /root/share/temp/model_repos/internlm-chat-7b /root/model/Shanghai_AI_Laboratory

方法二：
使用 modelscope 中的 snapshot_download 函数下载模型，第一个参数为模型名称，参数 cache_dir 为模型的下载路径。
在 /root 路径下新建目录model，在目录下新建 download.py 文件并在其中输入以下内容，然后运行。

import torch
from modelscope import snapshot_download, AutoModel, AutoTokenizer
import os
model_dir = snapshot_download('Shanghai_AI_Laboratory/internlm-chat-7b', cache_dir='/root/model', revision='v1.0.3')

2.1.3 代码准备

首先 clone 代码，在 /root 路径下新建 code 目录，然后切换路径, clone 代码.

cd /root/code
git clone https://gitee.com/internlm/InternLM.git

切换 commit 版本，与教程 commit 版本保持一致，更好的复现。

cd InternLM
git checkout 3028f07cb79e5b1d7342f4ad8d11efad3fd13d17

将 /root/code/InternLM/web_demo.py中 29 行和 33 行的模型更换为本地的模型路径 /root/model/Shanghai_AI_Laboratory/internlm-chat-7b

2.1.4 终端运行

我们可以在 /root/code/InternLM 目录下新建一个 cli_demo.py 文件，将以下代码填入其中：

import torch
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM


model_name_or_path = "/root/model/Shanghai_AI_Laboratory/internlm-chat-7b"

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name_or_path, trust_remote_code=True)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_name_or_path, trust_remote_code=True, torch_dtype=torch.bfloat16, device_map='auto')
model = model.eval()

messages = []

print("=============Welcome to InternLM chatbot, type 'exit' to exit.=============")

while True:
    input_text = input("User  >>> ")
    if input_text == "exit":
        break
    response, history = model.chat(tokenizer, input_text, history=messages)
    messages.append((input_text, response))
    print(f"robot >>> {response}")

然后在终端运行以下命令，即可体验 InternLM-Chat-7B 模型的对话能力。对话效果如下所示：

python /root/code/InternLM/cli_demo.py

终端运行效果展示：

2.1.5 web demo 运行

运行 /root/code/InternLM 目录下的 web_demo.py 文件，输入以下命令后，在本地浏览器输入 http://127.0.0.1:6006 即可。

streamlit run web_demo.py --server.address 127.0.0.1 --server.port 6006

下图，正在加载中。

加载完成后就可以对话了。

2.2 Lagent 智能体工具调用 Demo

环境和上一节的一样不需要配置了，模型也已经下载了，不赘述。

2.2.1 Lagent安装

同样的在远程连接后的vscode下打开一个terminal，首先切换路径到 /root/code 克隆 lagent 仓库，并通过 pip install -e . 源码安装 Lagent

cd /root/code
git clone https://gitee.com/internlm/lagent.git
cd /root/code/lagent
git checkout 511b03889010c4811b1701abb153e02b8e94fb5e # 尽量保证和教程commit版本一致
pip install -e . # 源码安装

2.2.2 修改代码

直接将 /root/code/lagent/examples/react_web_demo.py 内容替换为以下代码：

import copy
import os

import streamlit as st
from streamlit.logger import get_logger

from lagent.actions import ActionExecutor, GoogleSearch, PythonInterpreter
from lagent.agents.react import ReAct
from lagent.llms import GPTAPI
from lagent.llms.huggingface import HFTransformerCasualLM


class SessionState:

    def init_state(self):
        """Initialize session state variables."""
        st.session_state['assistant'] = []
        st.session_state['user'] = []

        #action_list = [PythonInterpreter(), GoogleSearch()]
        action_list = [PythonInterpreter()]
        st.session_state['plugin_map'] = {
            action.name: action
            for action in action_list
        }
        st.session_state['model_map'] = {}
        st.session_state['model_selected'] = None
        st.session_state['plugin_actions'] = set()

    def clear_state(self):
        """Clear the existing session state."""
        st.session_state['assistant'] = []
        st.session_state['user'] = []
        st.session_state['model_selected'] = None
        if 'chatbot' in st.session_state:
            st.session_state['chatbot']._session_history = []


class StreamlitUI:

    def __init__(self, session_state: SessionState):
        self.init_streamlit()
        self.session_state = session_state

    def init_streamlit(self):
        """Initialize Streamlit's UI settings."""
        st.set_page_config(
            layout='wide',
            page_title='lagent-web',
            page_icon='./docs/imgs/lagent_icon.png')
        # st.header(':robot_face: :blue[Lagent] Web Demo ', divider='rainbow')
        st.sidebar.title('模型控制')

    def setup_sidebar(self):
        """Setup the sidebar for model and plugin selection."""
        model_name = st.sidebar.selectbox(
            '模型选择：', options=['gpt-3.5-turbo','internlm'])
        if model_name != st.session_state['model_selected']:
            model = self.init_model(model_name)
            self.session_state.clear_state()
            st.session_state['model_selected'] = model_name
            if 'chatbot' in st.session_state:
                del st.session_state['chatbot']
        else:
            model = st.session_state['model_map'][model_name]

        plugin_name = st.sidebar.multiselect(
            '插件选择',
            options=list(st.session_state['plugin_map'].keys()),
            default=[list(st.session_state['plugin_map'].keys())[0]],
        )

        plugin_action = [
            st.session_state['plugin_map'][name] for name in plugin_name
        ]
        if 'chatbot' in st.session_state:
            st.session_state['chatbot']._action_executor = ActionExecutor(
                actions=plugin_action)
        if st.sidebar.button('清空对话', key='clear'):
            self.session_state.clear_state()
        uploaded_file = st.sidebar.file_uploader(
            '上传文件', type=['png', 'jpg', 'jpeg', 'mp4', 'mp3', 'wav'])
        return model_name, model, plugin_action, uploaded_file

    def init_model(self, option):
        """Initialize the model based on the selected option."""
        if option not in st.session_state['model_map']:
            if option.startswith('gpt'):
                st.session_state['model_map'][option] = GPTAPI(
                    model_type=option)
            else:
                st.session_state['model_map'][option] = HFTransformerCasualLM(
                    '/root/model/Shanghai_AI_Laboratory/internlm-chat-7b')
        return st.session_state['model_map'][option]

    def initialize_chatbot(self, model, plugin_action):
        """Initialize the chatbot with the given model and plugin actions."""
        return ReAct(
            llm=model, action_executor=ActionExecutor(actions=plugin_action))

    def render_user(self, prompt: str):
        with st.chat_message('user'):
            st.markdown(prompt)

    def render_assistant(self, agent_return):
        with st.chat_message('assistant'):
            for action in agent_return.actions:
                if (action):
                    self.render_action(action)
            st.markdown(agent_return.response)

    def render_action(self, action):
        with st.expander(action.type, expanded=True):
            st.markdown(
                "<p style='text-align: left;display:flex;'> <span style='font-size:14px;font-weight:600;width:70px;text-align-last: justify;'>插    件</span><span style='width:14px;text-align:left;display:block;'>:</span><span style='flex:1;'>"  # noqa E501
                + action.type + '</span></p>',
                unsafe_allow_html=True)
            st.markdown(
                "<p style='text-align: left;display:flex;'> <span style='font-size:14px;font-weight:600;width:70px;text-align-last: justify;'>思考步骤</span><span style='width:14px;text-align:left;display:block;'>:</span><span style='flex:1;'>"  # noqa E501
                + action.thought + '</span></p>',
                unsafe_allow_html=True)
            if (isinstance(action.args, dict) and 'text' in action.args):
                st.markdown(
                    "<p style='text-align: left;display:flex;'><span style='font-size:14px;font-weight:600;width:70px;text-align-last: justify;'> 执行内容</span><span style='width:14px;text-align:left;display:block;'>:</span></p>",  # noqa E501
                    unsafe_allow_html=True)
                st.markdown(action.args['text'])
            self.render_action_results(action)

    def render_action_results(self, action):
        """Render the results of action, including text, images, videos, and
        audios."""
        if (isinstance(action.result, dict)):
            st.markdown(
                "<p style='text-align: left;display:flex;'><span style='font-size:14px;font-weight:600;width:70px;text-align-last: justify;'> 执行结果</span><span style='width:14px;text-align:left;display:block;'>:</span></p>",  # noqa E501
                unsafe_allow_html=True)
            if 'text' in action.result:
                st.markdown(
                    "<p style='text-align: left;'>" + action.result['text'] +
                    '</p>',
                    unsafe_allow_html=True)
            if 'image' in action.result:
                image_path = action.result['image']
                image_data = open(image_path, 'rb').read()
                st.image(image_data, caption='Generated Image')
            if 'video' in action.result:
                video_data = action.result['video']
                video_data = open(video_data, 'rb').read()
                st.video(video_data)
            if 'audio' in action.result:
                audio_data = action.result['audio']
                audio_data = open(audio_data, 'rb').read()
                st.audio(audio_data)


def main():
    logger = get_logger(__name__)
    # Initialize Streamlit UI and setup sidebar
    if 'ui' not in st.session_state:
        session_state = SessionState()
        session_state.init_state()
        st.session_state['ui'] = StreamlitUI(session_state)

    else:
        st.set_page_config(
            layout='wide',
            page_title='lagent-web',
            page_icon='./docs/imgs/lagent_icon.png')
        # st.header(':robot_face: :blue[Lagent] Web Demo ', divider='rainbow')
    model_name, model, plugin_action, uploaded_file = st.session_state[
        'ui'].setup_sidebar()

    # Initialize chatbot if it is not already initialized
    # or if the model has changed
    if 'chatbot' not in st.session_state or model != st.session_state[
            'chatbot']._llm:
        st.session_state['chatbot'] = st.session_state[
            'ui'].initialize_chatbot(model, plugin_action)

    for prompt, agent_return in zip(st.session_state['user'],
                                    st.session_state['assistant']):
        st.session_state['ui'].render_user(prompt)
        st.session_state['ui'].render_assistant(agent_return)
    # User input form at the bottom (this part will be at the bottom)
    # with st.form(key='my_form', clear_on_submit=True):

    if user_input := st.chat_input(''):
        st.session_state['ui'].render_user(user_input)
        st.session_state['user'].append(user_input)
        # Add file uploader to sidebar
        if uploaded_file:
            file_bytes = uploaded_file.read()
            file_type = uploaded_file.type
            if 'image' in file_type:
                st.image(file_bytes, caption='Uploaded Image')
            elif 'video' in file_type:
                st.video(file_bytes, caption='Uploaded Video')
            elif 'audio' in file_type:
                st.audio(file_bytes, caption='Uploaded Audio')
            # Save the file to a temporary location and get the path
            file_path = os.path.join(root_dir, uploaded_file.name)
            with open(file_path, 'wb') as tmpfile:
                tmpfile.write(file_bytes)
            st.write(f'File saved at: {file_path}')
            user_input = '我上传了一个图像，路径为: {file_path}. {user_input}'.format(
                file_path=file_path, user_input=user_input)
        agent_return = st.session_state['chatbot'].chat(user_input)
        st.session_state['assistant'].append(copy.deepcopy(agent_return))
        logger.info(agent_return.inner_steps)
        st.session_state['ui'].render_assistant(agent_return)


if __name__ == '__main__':
    root_dir = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
    root_dir = os.path.join(root_dir, 'tmp_dir')
    os.makedirs(root_dir, exist_ok=True)
    main()

2.2.3 web demo 运行

streamlit run /root/code/lagent/examples/react_web_demo.py --server.address 127.0.0.1 --server.port 6006

2.3 浦语·灵笔图文理解创作 Demo

接下来将使用InternStudio中的 A100(1/4) * 2 机器和 internlm-xcomposer-7b 模型部署一个图文理解创作 Demo 。注意这里如果你一开始创建开发机的时候使用的是A100(1/4) * 1 的机器，这里要去升级一下配置。

2.3.1 环境配置

进入 conda 环境之后，使用以下命令从本地克隆一个已有的pytorch 2.0.1 的环境

conda create --name xcomposer-demo --clone=/root/share/conda_envs/internlm-base

然后使用以下命令激活环境并安装 transformers、gradio 等依赖包。

conda activate xcomposer-demo
pip install transformers==4.33.1 timm==0.4.12 sentencepiece==0.1.99 gradio==3.44.4 markdown2==2.4.10 xlsxwriter==3.1.2 einops accelerate

2.3.2 模型下载

方法和第一个demo里的是一样的，这里用方法一快速的跑起来。
使用如下命令复制模型。

mkdir -p /root/model/Shanghai_AI_Laboratory
cp -r /root/share/temp/model_repos/internlm-xcomposer-7b /root/model/Shanghai_AI_Laboratory

2.3.3 代码准备

在 /root/code git clone InternLM-XComposer 仓库的代码

cd /root/code
git clone https://gitee.com/internlm/InternLM-XComposer.git
cd /root/code/InternLM-XComposer
git checkout 3e8c79051a1356b9c388a6447867355c0634932d  # 最好保证和教程的 commit 版本一致

2.3.4 Demo运行

在终端运行以下代码：

cd /root/code/InternLM-XComposer
python examples/web_demo.py  \
    --folder /root/model/Shanghai_AI_Laboratory/internlm-xcomposer-7b \
    --num_gpus 1 \
    --port 6006

运行效果如下

同时可以体验一下多模态对话的效果：

有点不太聪明的样子，有自己的想法，很倔强，haha~

还有微调的空间。

Part3 遇到的问题

1.错误：

答：遇到这个问题，有点蠢了，这个就是创建开发机的时候配置选择的不合适，要注意demo3和前两个demo用的配置是不一样的
2.错误：6006接口被占用
答：可能之前的demo没有关掉，接口被之前的程序占用了。vscode的ports卡片下可以方便得关掉端口占用。