Rastreie experimentos e modelos com MLflow

Artigo
11/09/2024

O rastreamento é o processo de salvar informações relevantes sobre experimentos. Neste artigo, você aprenderá a usar o MLflow para controlar experimentos e execuções em espaços de trabalho do Azure Machine Learning.

Alguns métodos disponíveis na API MLflow podem não estar disponíveis quando conectados ao Azure Machine Learning. Para obter detalhes sobre operações com e sem suporte, consulte Matriz de suporte para consultar execuções e experimentos. Você também pode aprender sobre as funcionalidades de MLflow suportadas no Azure Machine Learning no artigo MLflow e Azure Machine Learning.

Nota

Para controlar experiências em execução no Azure Databricks, consulte Acompanhar experiências de ML do Azure Databricks com MLflow e Azure Machine Learning.
Para acompanhar experiências em execução no Azure Synapse Analytics, consulte Acompanhar experiências de ML do Azure Synapse Analytics com MLflow e Azure Machine Learning.

Pré-requisitos

Tenha uma assinatura do Azure com a versão gratuita ou paga do Azure Machine Learning.
Para executar a CLI do Azure e os comandos Python, instale a CLI do Azure v2 e o SDK do Azure Machine Learning v2 para Python. A ml extensão para a CLI do Azure é instalada automaticamente na primeira vez que você executa um comando da CLI do Azure Machine Learning.

Instale o pacote MLflow SDK mlflow e o plug-in do Azure Machine Learning azureml-mlflow para MLflow da seguinte maneira:
```
pip install mlflow azureml-mlflow
```
Gorjeta

Você pode usar o mlflow-skinny pacote, que é um pacote MLflow leve sem dependências de armazenamento SQL, servidor, interface do usuário ou ciência de dados. Este pacote é recomendado para usuários que precisam principalmente dos recursos de rastreamento e registro em log do MLflow sem importar o conjunto completo de recursos, incluindo implantações.
Crie um espaço de trabalho do Azure Machine Learning. Para criar um espaço de trabalho, consulte Criar recursos necessários para começar. Revise as permissões de acesso necessárias para executar suas operações MLflow em seu espaço de trabalho.
Para fazer o acompanhamento remoto ou acompanhar experiências em execução fora do Azure Machine Learning, configure o MLflow para apontar para o URI de acompanhamento da sua área de trabalho do Azure Machine Learning. Para obter mais informações sobre como conectar o MLflow ao seu espaço de trabalho, consulte Configurar o MLflow para o Azure Machine Learning.

Configurar a experiência

O MLflow organiza informações em experimentos e execuções. As execuções são chamadas de trabalhos no Azure Machine Learning. Por padrão, executa o log em um experimento criado automaticamente chamado Padrão, mas você pode configurar qual experimento rastrear.

Notebooks
Tarefas

Para treinamento interativo, como em um bloco de anotações Jupyter, use o comando mlflow.set_experiment()MLflow . Por exemplo, o trecho de código a seguir configura um experimento:

experiment_name = 'hello-world-example'
mlflow.set_experiment(experiment_name)

Para enviar trabalhos usando a CLI ou SDK do Azure Machine Learning, defina o nome do experimento usando a experiment_name propriedade do trabalho. Não é necessário configurar o nome do experimento no script de treinamento.

$schema: https://azuremlschemas.azureedge.net/latest/commandJob.schema.json
command: echo "hello world"
environment:
  image: library/python:latest
tags:
  hello: world
display_name: hello-world-example
experiment_name: hello-world-example
description: |

Configurar a execução

O Azure Machine Learning rastreia trabalhos de treinamento no que o MLflow chama de execuções. Use execuções para capturar todo o processamento que seu trabalho executa.

Notebooks
Tarefas

Quando você trabalha interativamente, o MLflow começa a acompanhar sua rotina de treinamento assim que você registra informações que exigem uma execução ativa. Por exemplo, se a funcionalidade de registro automático do Mlflow estiver habilitada, o rastreamento MLflow começará quando você registrar uma métrica ou parâmetro ou iniciar um ciclo de treinamento.

No entanto, geralmente é útil iniciar a execução explicitamente, especialmente se você quiser capturar o tempo total para seu experimento no campo Duração . Para iniciar a execução explicitamente, use mlflow.start_run().

Independentemente de você iniciar a execução manualmente ou não, você eventualmente precisará interromper a execução, para que o MLflow saiba que sua execução de experimento está concluída e possa marcar o status da execução como Concluído. Para parar uma corrida, use mlflow.end_run().

O código a seguir inicia uma execução manualmente e a termina no final do bloco de anotações:

mlflow.start_run()

# Your code

mlflow.end_run()

É melhor iniciar as execuções manualmente para não se esquecer de terminá-las. Você pode usar o paradigma do gerenciador de contexto para ajudá-lo a se lembrar de terminar a execução.

with mlflow.start_run() as run:
    # Your code

Quando você inicia uma nova execução com mlflow.start_run()o , pode ser útil especificar o run_name parâmetro, que posteriormente se traduz no nome da execução na interface do usuário do Aprendizado de Máquina do Azure. Esta prática ajuda-o a identificar a corrida mais rapidamente.

with mlflow.start_run(run_name="hello-world-example") as run:
    # Your code

Os trabalhos do Azure Machine Learning permitem enviar rotinas de inferência ou treinamento de longa duração como execuções isoladas e reproduzíveis.

Crie uma rotina de treinamento que tenha acompanhamento

Quando você trabalha com trabalhos, normalmente coloca toda a sua lógica de treinamento como arquivos dentro de uma pasta, como src. Um dos arquivos é um arquivo Python com seu ponto de entrada de código de treinamento.

Em sua rotina de treinamento, você pode usar o SDK do MLflow para rastrear qualquer métrica, parâmetro, artefatos ou modelos. Para obter exemplos, consulte Registrar métricas, parâmetros e arquivos com MLflow.

O exemplo a seguir mostra uma rotina de treinamento hello_world.py que adiciona registro:

# imports
import os
import mlflow

from random import random

# define functions
def main():
    mlflow.log_param("hello_param", "world")
    mlflow.log_metric("hello_metric", random())
    os.system(f"echo 'hello world' > helloworld.txt")
    mlflow.log_artifact("helloworld.txt")


# run functions
if __name__ == "__main__":
    # run main function
    main()

O exemplo de código anterior não usa mlflow.start_run() , mas se usado, MLflow reutiliza a execução ativa atual. Portanto, você não precisará remover a linha se migrar o código para o mlflow.start_run() Azure Machine Learning.

Certifique-se de que o ambiente do seu trabalho tenha o MLflow instalado

Todos os ambientes com curadoria do Azure Machine Learning já têm o MLflow instalado. No entanto, se você usar um ambiente personalizado, crie um arquivo conda.yaml que tenha as dependências necessárias e faça referência ao ambiente em seu trabalho.

channels:
- conda-forge
dependencies:
- python=3.8.5
- pip
- pip:
  - mlflow
  - azureml-mlflow
  - fastparquet
  - cloudpickle==1.6.0
  - colorama==0.4.4
  - dask==2023.2.0

Configurar o nome do trabalho

Use o parâmetro display_name de trabalhos do Azure Machine Learning para configurar o nome da execução.

Use a display_name propriedade para configurar o trabalho.

CLI do Azure
Python SDK

Para configurar o trabalho, crie um arquivo YAML com sua definição de trabalho em um arquivo job.yml fora do diretório src .

$schema: https://azuremlschemas.azureedge.net/latest/commandJob.schema.json
command: echo "hello world"
environment:
  image: library/python:latest
tags:
  hello: world
display_name: hello-world-example
experiment_name: hello-world-example
description: |

from azure.ai.ml import command, Environment

command_job = command(
    code="src",
    command="echo "hello world",
    environment=Environment(image="library/python:latest"),
    compute="cpu-cluster",
    display_name="hello-world-example"
)

Certifique-se de não usar mlflow.start_run(run_name="") dentro da sua rotina de treino.

Submeter o trabalho

O espaço de trabalho é o recurso de nível superior para o Azure Machine Learning, fornecendo um local centralizado para trabalhar com todos os artefatos do Azure Machine Learning que você cria. Conecte-se ao espaço de trabalho do Azure Machine Learning.
- CLI do Azure
- Python SDK
```
az account set --subscription <subscription>
az configure --defaults workspace=<workspace> group=<resource-group> location=<location>
```
1. Importe as bibliotecas necessárias:
```
from azure.ai.ml import MLClient
from azure.identity import DefaultAzureCredential
```
2. Configure os detalhes do espaço de trabalho e obtenha um identificador para o espaço de trabalho:
```
subscription_id = "<subscription>"
resource_group = "<resource-group>"
workspace = "<workspace>"

ml_client = MLClient(DefaultAzureCredential(), subscription_id, resource_group, workspace)
```
Abra seu terminal e use o seguinte código para enviar o trabalho. Os trabalhos que usam MLflow e são executados no Azure Machine Learning registram automaticamente todas as informações de controle no espaço de trabalho.
- CLI do Azure
- Python SDK
Use a CLI do Azure Machine Learning para enviar seu trabalho.
```
az ml job create -f job.yml --web
```
Use o SDK do Python para enviar seu trabalho.
```
returned_job = ml_client.jobs.create_or_update(command_job)
returned_job.studio_url
```
Monitore o progresso do trabalho no estúdio do Azure Machine Learning.

Habilitar o registro automático do MLflow

Você pode registrar métricas, parâmetros e arquivos com o MLflow manualmente e também pode confiar no recurso de registro automático do MLflow. Cada estrutura de aprendizado de máquina suportada pelo MLflow determina o que rastrear automaticamente para você.

Para habilitar o registro automático, insira o seguinte código antes do código de treinamento:

mlflow.autolog()

Visualize métricas e artefatos em seu espaço de trabalho

As métricas e artefatos do log MLflow são rastreados em seu espaço de trabalho. Você pode exibi-los e acessá-los no estúdio do Azure Machine Learning ou acessá-los programaticamente por meio do SDK do MLflow.

Para visualizar métricas e artefatos no estúdio:

Na página Trabalhos em seu espaço de trabalho, selecione o nome do experimento.
Na página de detalhes do experimento, selecione a guia Métricas .
Selecione métricas registradas para renderizar gráficos no lado direito. Você pode personalizar os gráficos aplicando suavização, alterando a cor ou plotando várias métricas em um único gráfico. Você também pode redimensionar e reorganizar o layout.
Depois de criar a visualização desejada, salve-a para uso futuro e compartilhe-a com seus colegas de equipe usando um link direto.

Para acessar ou consultar métricas, parâmetros e artefatos programaticamente por meio do SDK MLflow, use mlflow.get_run().

import mlflow

run = mlflow.get_run("<RUN_ID>")

metrics = run.data.metrics
params = run.data.params
tags = run.data.tags

print(metrics, params, tags)

Gorjeta

O exemplo anterior retorna apenas o último valor de uma determinada métrica. Para recuperar todos os valores de uma determinada métrica, use o mlflow.get_metric_history método. Para obter mais informações sobre como recuperar valores de métricas, consulte Obter parâmetros e métricas de uma execução.

Para baixar artefatos registrados, como arquivos e modelos, use mlflow.artifacts.download_artifacts().

mlflow.artifacts.download_artifacts(run_id="<RUN_ID>", artifact_path="helloworld.txt")

Para obter mais informações sobre como recuperar ou comparar informações de experimentos e execuções no Aprendizado de Máquina do Azure usando MLflow, consulte Consultar & comparar experimentos e execuções com MLflow.

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Configurar a execução

Crie uma rotina de treinamento que tenha acompanhamento

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Submeter o trabalho

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