LBFGS

classtorch.optim.LBFGS(params, lr=1, max_iter=20, max_eval=None, tolerance_grad=1e-07, tolerance_change=1e-09, history_size=100, line_search_fn=None)[源代码]

实现L-BFGS算法。

深受minFunc的影响。

警告

此优化器不支持为每个参数设置选项和分组(只能有一个参数组)。

警告

目前,所有参数都必须在同一台设备上设置。未来将会进行改进。

注意

这是一个非常消耗内存的优化器(它需要额外的 param_bytes * (history_size + 1) 字节)。如果内存不足,尝试减少历史记录大小或使用其他算法。

参数
  • params (可迭代对象) – 需要优化的参数列表。参数必须为实数。

  • lr (float) – 学习率,默认值为 1

  • max_iter (int) – 每次优化步骤中最大的迭代次数(默认为20)

  • max_eval (int) – 每次优化步骤中函数评估的最大次数(默认值:max_iter * 1.25)。

  • tolerance_grad (float) – 一阶最优性的终止容限(默认值:1e-7)。

  • tolerance_change (float) – 控制函数值或参数变化的终止容差(默认为 1e-9)。

  • history_size (int) – 更新历史记录的大小(默认为 100)。

  • line_search_fn (str) – 可以是 'strong_wolfe' 或者 None(默认为 None)。

add_param_group(param_group)

将一个参数组添加到Optimizerparam_groups中。

在微调预训练网络时,这非常有用,因为可以将冻结的层设为可训练状态,并随着训练进度将其添加到Optimizer中。

参数

param_group (dict) – 指定需要优化的张量及其特定的优化选项。

load_state_dict(state_dict)

加载优化器的状态。

参数

state_dict (dict) – 优化器的状态。应为调用state_dict() 返回的对象。

register_load_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)

注册一个在调用load_state_dict()之后触发的 post-hook。它应具有以下签名:

hook(optimizer) -> None

optimizer 参数是指正在使用的优化器实例。

在调用 self.load_state_dict() 之后,该钩子将被调用,并使用参数 self。注册的钩子可以在 load_state_dict 加载了 state_dict 之后执行后处理。

参数
  • hook (Callable) – 用户自定义的要注册的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的后置钩子 hook 将在调用 load_state_dict 时,在所有已注册的后置钩子之前触发。否则,该钩子将在所有已注册的后置钩子之后触发。(默认值:False)

返回值

一个可以通过调用 handle.remove() 移除添加的钩子的句柄

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_load_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)

注册一个在调用load_state_dict()之前被调用的load_state_dict预处理钩子。该钩子应具有以下签名:

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例,而 state_dict 参数是用户传递给 load_state_dictstate_dict 浅拷贝。钩子可以就地修改 state_dict 或者可选地返回一个新的 state_dict。如果返回了一个新的 state_dict,它将被加载到优化器中。

该钩子在调用 self.load_state_dict() 之前会被调用,并使用参数 selfstate_dict。注册的钩子可以在 load_state_dict 调用前用于执行预处理。

参数
  • hook (Callable) – 用户自定义的要注册的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,提供的 hook 将在调用 load_state_dict 之前触发所有已注册的预处理钩子。否则,该 hook 将在所有已注册的预处理钩子之后触发。(默认值:False)

返回值

一个可以通过调用 handle.remove() 移除添加的钩子的句柄

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)

注册一个状态字典的后置钩子,在调用 state_dict() 之后会被调用。

它应具有如下签名:

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

在生成selfstate_dict之后,该钩子将被调用,并使用selfstate_dict作为参数。钩子可以就地修改state_dict或选择返回一个新的state_dict。注册的钩子可以在返回之前对state_dict执行后处理。

参数
  • hook (Callable) – 用户自定义的要注册的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的 post hook 将在所有已注册的 post-hooks 之前触发。否则,提供的 hook 将在所有已注册的 post-hooks 之后触发。(默认值:False)

返回值

一个可以通过调用 handle.remove() 移除添加的钩子的句柄

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)

注册一个在调用 state_dict() 之前执行的状态字典预处理钩子。

它应具有如下签名:

hook(optimizer) -> None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。在调用 self.state_dict() 方法之前,会将 self 作为参数传递给钩子。注册的钩子可以在调用 state_dict 之前执行预处理。

参数
  • hook (Callable) – 用户自定义的要注册的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的 hook 将在所有已注册的预处理钩子之前触发。否则,它将在所有已注册的预处理钩子之后触发。(默认值:False)

返回值

一个可以通过调用 handle.remove() 移除添加的钩子的句柄

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_step_post_hook(hook)

注册一个在优化器步骤之后调用的后处理钩子。

它应具有如下签名:

hook(optimizer, args, kwargs) -> None

optimizer 参数是指正在使用的优化器实例。

参数

hook (Callable) – 用户自定义的要注册的钩子。

返回值

一个可以通过调用 handle.remove() 移除添加的钩子的句柄

返回类型

torch.utils.hooks.RemovableHandle

register_step_pre_hook(hook)

注册一个在优化器步骤执行前被调用的预处理钩子。

它应具有如下签名:

hook(optimizer, args, kwargs) -> None or modified args and kwargs

optimizer 参数是指正在使用的优化器实例。如果预处理钩子修改了 argskwargs,则会返回一个新的包含修改后参数的元组,即新的 new_argsnew_kwargs

参数

hook (Callable) – 用户自定义的要注册的钩子。

返回值

一个可以通过调用 handle.remove() 移除添加的钩子的句柄

返回类型

torch.utils.hooks.RemovableHandle

state_dict()

dict形式返回优化器的状态。

它包含了两个条目:

  • state: 一个包含当前优化状态的 Dict。

    虽然在不同的优化器类之间存在差异,但也有一些共同的特点。例如,状态是按参数进行保存的,并且不会保存参数本身。state 是一个字典,将参数ID映射到包含每个参数对应状态信息的字典。

  • param_groups: 包含所有参数组的列表,每个参数组内

    参数组是一个字典。每个参数组包含了特定于优化器的元数据(如学习率和权重衰减),以及该组内参数的ID列表。

注意:参数 ID 虽然看起来像索引,但实际上只是用于将状态与 param_group 关联的标识符。在从 state_dict 加载时,优化器会按顺序将 param_group 中的 params(整数 ID)和优化器中的 param_groups (实际的 nn.Parameters)进行 zip 操作以匹配状态,而无需额外验证。

返回的 state 字典可能看起来像这样:

{
    'state': {
        0: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        1: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        2: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        3: {'momentum_buffer': tensor(...), ...}
    },
    'param_groups': [
        {
            'lr': 0.01,
            'weight_decay': 0,
            ...
            'params': [0]
        },
        {
            'lr': 0.001,
            'weight_decay': 0.5,
            ...
            'params': [1, 2, 3]
        }
    ]
}
返回类型

Dict[str, Any]

step(closure)[源代码]

执行一步优化。

参数

closure (Callable) – 一个用于重新评估模型并返回损失的闭包。

zero_grad(set_to_none=True)

将所有优化的 torch.Tensor 的梯度重置。

参数

set_to_none (bool) – 代替将梯度设置为零,将其设置为 None。这通常会减少内存占用,并可以适度提高性能。然而,它改变了某些行为:1. 当用户尝试访问梯度并执行手动操作时,None 属性或全为0的 Tensor 的表现不同。2. 如果用户请求 zero_grad(set_to_none=True) 后跟一次反向传播,对于未接收到梯度的参数,.grads 保证为 None。3. torch.optim 优化器在梯度为0或 None 的情况下有不同的行为:在一个情况下它使用零梯度进行步骤,在另一个情况下则完全跳过该步骤。

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