Tensorflow 2.0 Keras的训练速度比2.0 Estimator慢4倍

Question

我们最近将TF 2.0切换到了Keras，但是将其与2.0上的DNNClassifier Estimator进行比较时，我们发现Keras的速度慢了大约4倍。但是我无法为自己的生活弄清楚为什么会这样。两者的其余代码都相同，使用一个input_fn（）返回相同的tf.data.Dataset，并使用相同的feature_columns。几天来一直在努力解决这个问题。任何帮助将不胜感激。谢谢

估算器代码：

estimator = tf.estimator.DNNClassifier(
        feature_columns = feature_columns,
        hidden_units = [64,64],
        activation_fn = tf.nn.relu,
        optimizer = 'Adagrad',
        dropout = 0.4,
        n_classes = len(vocab),
        model_dir = model_dir,
        batch_norm = false)

estimator.train(input_fn=train_input_fn, steps=400)

Keras代码：

feature_layer = tf.keras.layers.DenseFeatures(feature_columns);

model = tf.keras.Sequential([
        feature_layer,
        layers.Dense(64, input_shape = (len(vocab),), activation = tf.nn.relu),
        layers.Dropout(0.4),
        layers.Dense(64, activation = tf.nn.relu),
        layers.Dropout(0.4),
        layers.Dense(len(vocab), activation = 'softmax')]);

model.compile(
        loss = 'sparse_categorical_crossentropy',
        optimizer = 'Adagrad'
        distribute = None)

model.fit(x = train_input_fn(),
          epochs = 1,
          steps_per_epoch = 400,
          shuffle = True)

更新：为了进一步测试，我编写了一个自定义的子类模型（请参阅：专家入门），它的运行速度比Keras快，但比Estimators慢。如果Estimator训练时间为100秒，则自定义模型大约需要180秒，而Keras需要大约350秒。有趣的是，Adam（）的Estimator运行速度比Adagrad（）慢，而Keras的运行速度似乎更快。使用Adam（），Keras花费的时间不到DNNClassifier的两倍。假设我没有弄乱自定义代码，我开始认为DNNClassifier仅具有很多后端优化/效率，使其运行速度比Keras快。

自定义代码：

class MyModel(Model):
  def __init__(self):
    super(MyModel, self).__init__()
    self.features = layers.DenseFeatures(feature_columns, trainable=False)
    self.dense = layers.Dense(64, activation = 'relu')
    self.dropout = layers.Dropout(0.4)
    self.dense2 = layers.Dense(64, activation = 'relu')
    self.dropout2 = layers.Dropout(0.4)
    self.softmax = layers.Dense(len(vocab_of_codes), activation = 'softmax')

  def call(self, x):
    x = self.features(x)
    x = self.dense(x)
    x = self.dropout(x)
    x = self.dense2(x)
    x = self.dropout2(x)
    return self.softmax(x)

model = MyModel()
loss_object = tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy()
optimizer = tf.keras.optimizers.Adagrad()

@tf.function
def train_step(features, label):
  with tf.GradientTape() as tape:
    predictions = model(features)
    loss = loss_object(label, predictions)
  gradients = tape.gradient(loss, model.trainable_variables)
  optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables))

itera = iter(train_input_fn())
for i in range(400):
  features, labels = next(itera)
  train_step(features, labels)

更新：似乎是数据集。当我在train_input_fn（）内的估计器中打印数据集的一行时，它会打印出非急切的Tensor定义。在Keras中，它会打印出渴望的值。通过Keras后端代码，当它接收到tf.data.dataset作为输入时，它会急切地（并且仅急切地）对其进行处理，这就是为什么当我在train_input_fn（）上使用tf.function时它都崩溃的原因。基本上，我的猜测是DNNClassifier的训练速度比Keras快，因为它在图形模式下运行更多的数据集代码。将发布任何更新/发现。

Answer 1

我相信它比较慢，因为它没有在图表上执行。为了在 TF2 中的图形上执行，您需要一个用 tf.function 装饰器装饰的函数。查看本节，了解如何重构代码的想法。