day-20 tensorflow持久化之入门学习

如果不对模型参数进行保存，当训练结束以后，模型也在内存中被释放，下一轮又需要对模型进行重新训练，有没有一种方法，可以利用之前已经训练好的模型参数值，直接进行模型推理或者继续训练？这里需要引入一个数据之久化的概念，其通用定义就是将内存中的数据模型转换为存储模型,以及将存储模型转换为内存中的数据模型的统称。

OK，在tensorflow中，持久化可以是我们训练好的神经网络权重值和biase值写入到文件中，下一次直接从文件中进行读取，而不需要重新对模型进行训练。

用tensorflow写一个简单的示例：求两个变量v1和v2的和，然后将其保存result变量中，然后将其保存到文件中，下一次训练时直接读取文件。

先看保存程序：

import tensorflow as tf

# 定义两个变量，并对其进行求和
v1 = tf.Variable(tf.constant(value=1.0,dtype=tf.float32,shape=[1],name="v1"))
v2 = tf.Variable(tf.constant(value=2.0,dtype=tf.float32,shape=[1],name="v2"))
result = v1 + v2

# 将求和操作加到result集合中
tf.add_to_collection('result',result)

# 新建一个持久化对象
saver = tf.train.Saver()

# 运行会话，并持久化模型
init = tf.global_variables_initializer()
with tf.Session() as sess:
    sess.run(init)
    # 如下操作执行完以后，会在sample_test目录下生成四个文件：
    # checkpoint:所有模型文件列表
    # model.data-00000-of-00001:
    # model-index:
    # model.meta:计算图的结构
    saver.save(sess=sess,save_path="sample_test/model")

如果要重新加载模型，新的代码可以这么写：

import tensorflow as tf

# 从之前保存的点新建一个持久化对象
saver = tf.train.import_meta_graph(meta_graph_or_file="sample_test/model.meta")

with tf.Session() as sess:
    # 重新加载保存的参数值
    saver.restore(sess=sess,save_path="sample_test/model")
    # 注意get_collection返回一个列表，如果直接运行，结果也是一个List，注意比较下面的区别：
    print(tf.get_collection(key="result"))
    print(sess.run(tf.get_collection(key='result')))
    '''
    [<tf.Tensor 'add:0' shape=(1,) dtype=float32>]
    [array([3.], dtype=float32)]
    '''

    print(tf.get_collection(key="result")[0])
    print(sess.run(tf.get_collection(key='result')[0]))
    '''
    tf.Tensor 'add:0' shape=(1,)
    [3.]
    '''

进一步，如果我们的网络结构加入了滑动平均模型，重新加载模型时，我们往往是希望用其进行验证，需要使用滑动平均模型参数的值，一个完整的示例如下：

训练时：

# 导入库
import tensorflow as tf

# 定义一个变量
v = tf.Variable(initial_value=0,dtype=tf.float32,name='v')

# 显示当前有哪些变量
# <tf.Variable 'v:0' shape=() dtype=float32_ref>
for variable in tf.global_variables():
    print(variable)

# 定义一个滑动平均模型，和变量应用模型的操作
ema = tf.train.ExponentialMovingAverage(0.999)
maintain_average_op = ema.apply(tf.global_variables())

# 显示当前有哪些变量
# <tf.Variable 'v:0' shape=() dtype=float32_ref>
# <tf.Variable 'v/ExponentialMovingAverage:0' shape=() dtype=float32_ref>
for variable in tf.global_variables():
    print(variable)

saver = tf.train.Saver()

# 执行会话，并持久化
init = tf.global_variables_initializer()
with tf.Session() as sess:
    sess.run(init)
    sess.run(tf.assign(ref=v,value=10))
    sess.run(maintain_average_op)
    saver.save(sess=sess,save_path="sample_test/model")
    print(sess.run([v,ema.average(v)]))

重新加载时：

import tensorflow as tf

v = tf.Variable(0,dtype=tf.float32,name='v')

ema = tf.train.ExponentialMovingAverage(0.999)
saver = tf.train.Saver(ema.variables_to_restore())

# {'v/ExponentialMovingAverage': <tf.Variable 'v:0' shape=() dtype=float32_ref>}
print(ema.variables_to_restore())

with tf.Session() as sess:
    saver.restore(sess,save_path="sample_test/model")
    # 自动加载滑动平均值来代替变量的值
    # 0.009999871
    print(sess.run(v))