鼎鼎大名的 Bert 算法相信大部分同学都听说过，它是Google推出的NLP领域“王炸级”预训练模型，其在NLP任务中刷新了多项记录，并取得state of the art的成绩。
但是有很多深度学习的新手发现BERT模型并不好搭建，上手难度很高，普通人可能要研究几天才能勉强搭建出一个模型。
没关系，今天我们介绍的这个模块，能让你在3分钟内基于BERT算法搭建一个问答搜索引擎。它就是 bert-as-service 项目。这个开源项目，能够让你基于多GPU机器快速搭建BERT服务（支持微调模型），并且能够让多个客户端并发使用。
1.准备
开始之前，你要确保Python和pip已经成功安装在电脑上，如果没有，请访问这篇文章：超详细Python安装指南 进行安装。
(可选1) 如果你用Python的目的是数据分析，可以直接安装Anaconda：Python数据分析与挖掘好帮手—Anaconda，它内置了Python和pip.
(可选2) 此外，推荐大家用VSCode编辑器来编写小型Python项目：Python 编程的最好搭档—VSCode 详细指南
Windows环境下打开Cmd(开始—运行—CMD)，苹果系统环境下请打开Terminal(command+空格输入Terminal)，输入命令安装依赖：
pip install bert-serving-server # 服务端 pip install bert-serving-client # 客户端
请注意，服务端的版本要求：Python >= 3.5，Tensorflow >= 1.10 。
此外还要下载预训练好的BERT模型，在 https://github.com/hanxiao/bert-as-service#install 上可以下载，如果你无法访问该网站，也可以在 bert-serving 模型及源代码 此处下载。
也可在Python实用宝典后台回复 bert-as-service 下载这些预训练好的模型。
下载完成后，将 zip 文件解压到某个文件夹中，例如 /tmp/uncased_L-24_H-1024_A-16/.
2.Bert-as-service 基本使用
安装完成后，输入以下命令启动BERT服务：
bert-serving-start -model_dir /tmp/uncased_L-24_H-1024_A-16/ -num_worker=4
-num_worker=4 代表这将启动一个有四个worker的服务，意味着它最多可以处理四个并发请求。超过4个其他并发请求将在负载均衡器中排队等待处理。
下面显示了正确启动时服务器的样子：
使用客户端获取语句的编码
现在你可以简单地对句子进行编码，如下所示：
from bert_serving.client import BertClient bc = BertClient() bc.encode(['First do it', 'then do it right', 'then do it better'])
作为 BERT 的一个特性，你可以通过将它们与 |||（前后有空格）连接来获得一对句子的编码，例如
bc.encode(['First do it ||| then do it right'])
远程使用 BERT 服务
你还可以在一台 (GPU) 机器上启动服务并从另一台 (CPU) 机器上调用它，如下所示：
# on another CPU machine from bert_serving.client import BertClient bc = BertClient(ip='xx.xx.xx.xx') # ip address of the GPU machine bc.encode(['First do it', 'then do it right', 'then do it better'])
3.搭建问答搜索引擎
我们将通过 bert-as-service 从FAQ 列表中找到与用户输入的问题最相似的问题，并返回相应的答案。
FAQ列表你也可以在 Python实用宝典后台回复 bert-as-service 下载。
首先，加载所有问题，并显示统计数据：
prefix_q = '##### **Q:** '
with open('README.md') as fp:
questions = [v.replace(prefix_q, '').strip() for v in fp if v.strip() and v.startswith(prefix_q)]
print('%d questions loaded, avg. len of %d' % (len(questions), np.mean([len(d.split()) for d in questions])))
# 33 questions loaded, avg. len of 9
一共有33个问题被加载，平均长度是9.
然后使用预训练好的模型：uncased_L-12_H-768_A-12 启动一个Bert服务：
bert-serving-start -num_worker=1 -model_dir=/data/cips/data/lab/data/model/uncased_L-12_H-768_A-12
接下来，将我们的问题编码为向量：
bc = BertClient(port=4000, port_out=4001) doc_vecs = bc.encode(questions)
最后，我们准备好接收用户的查询，并对现有问题执行简单的“模糊”搜索。
为此，每次有新查询到来时，我们将其编码为向量并计算其点积 doc_vecs；然后对结果进行降序排序，返回前N个类似的问题：
while True:
query = input('your question: ')
query_vec = bc.encode([query])[0]
# compute normalized dot product as score
score = np.sum(query_vec * doc_vecs, axis=1) / np.linalg.norm(doc_vecs, axis=1)
topk_idx = np.argsort(score)[::-1][:topk]
for idx in topk_idx:
print('> %s\t%s' % (score[idx], questions[idx]))
完成！现在运行代码并输入你的查询，看看这个搜索引擎如何处理模糊匹配：
完整代码如下，一共23行代码（在后台回复关键词也能下载）：
import numpy as np
from bert_serving.client import BertClient
from termcolor import colored
prefix_q = '##### **Q:** '
topk = 5
with open('README.md') as fp:
questions = [v.replace(prefix_q, '').strip() for v in fp if v.strip() and v.startswith(prefix_q)]
print('%d questions loaded, avg. len of %d' % (len(questions), np.mean([len(d.split()) for d in questions])))
with BertClient(port=4000, port_out=4001) as bc:
doc_vecs = bc.encode(questions)
while True:
query = input(colored('your question: ', 'green'))
query_vec = bc.encode([query])[0]
# compute normalized dot product as score
score = np.sum(query_vec * doc_vecs, axis=1) / np.linalg.norm(doc_vecs, axis=1)
topk_idx = np.argsort(score)[::-1][:topk]
print('top %d questions similar to "%s"' % (topk, colored(query, 'green')))
for idx in topk_idx:
print('> %s\t%s' % (colored('%.1f' % score[idx], 'cyan'), colored(questions[idx], 'yellow')))
够简单吧？当然，这是一个基于预训练的Bert模型制造的一个简单QA搜索模型。
你还可以微调模型，让这个模型整体表现地更完美，你可以将自己的数据放到某个目录下，然后执行 run_classifier.py 对模型进行微调，比如这个例子：
https://github.com/google-research/bert#sentence-and-sentence-pair-classification-tasks
它还有许多别的用法，我们这里就不一一介绍了，大家可以前往官方文档学习：
https://github.com/hanxiao/bert-as-service
我们的文章到此就结束啦，如果你喜欢今天的 Python 教程，请持续关注Python实用宝典。
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