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https://github.com/PaddlePaddle/FastDeploy.git
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* Refactor PaddleSeg with preprocessor && postprocessor * Fix bugs * Delete redundancy code * Modify by comments * Refactor according to comments * Add batch evaluation * Add single test script * Add ppliteseg single test script && fix eval(raise) error * fix bug * Fix evaluation segmentation.py batch predict * Fix segmentation evaluation bug * Fix evaluation segmentation bugs * Update segmentation result docs * Update old predict api and DisableNormalizeAndPermute * Update resize segmentation label map with cv::INTER_NEAREST * Add Model Clone function for PaddleClas && PaddleDet && PaddleSeg * Add multi thread demo * Add python model clone function * Add multi thread python && C++ example * Fix bug * Update python && cpp multi_thread examples * Add cpp && python directory * Add README.md for examples * Delete redundant code * Create README_CN.md * Rename README_CN.md to README.md * Update README.md * Update README.md * Update VERSION_NUMBER * Update requirements.txt * Update README.md * update version in doc: * [Serving]Update Dockerfile (#1037) Update Dockerfile * Add license notice for RVM onnx model file (#1060) * [Model] Add GPL-3.0 license (#1065) Add GPL-3.0 license * PPOCR model support model clone * Update README.md * Update PPOCRv2 && PPOCRv3 clone code * Update PPOCR python __init__ * Add multi thread ocr example code * Update README.md * Update README.md * Update ResNet50_vd_infer multi process code * Add PPOCR multi process && thread example * Update README.md * Update README.md * Update multi-thread docs Co-authored-by: Jason <jiangjiajun@baidu.com> Co-authored-by: leiqing <54695910+leiqing1@users.noreply.github.com> Co-authored-by: heliqi <1101791222@qq.com> Co-authored-by: WJJ1995 <wjjisloser@163.com>
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[English](README.md) | 中文
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# FastDeploy模型多线程或多进程预测的使用
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FastDeploy针对python和cpp开发者，提供了以下多线程或多进程的示例
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- [python多线程以及多进程预测的使用示例](python)
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- [cpp多线程预测的使用示例](cpp)
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## 目前支持多线程以及多进程预测的模型
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| 任务类型 | 说明 | 模型下载链接 |
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|:-------------- |:----------------------------------- |:-------------------------------------------------------------------------------- |
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| Detection | 支持PaddleDetection系列模型 | [PaddleDetection](../../examples/vision/detection/paddledetection) |
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| Segmentation | 支持PaddleSeg系列模型 | [PaddleSeg](../../examples/vision/segmentation/paddleseg) |
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| Classification | 支持PaddleClas系列模型 | [PaddleClas](../../examples/vision/classification/paddleclas) |
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| OCR | 支持PaddleOCR系列模型 | [PaddleOCR](../../examples/vision/ocr/) |
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>> **注意**:
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- 点击上方模型下载链接，至`下载预训练模型`模块下载模型
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- OCR是多模型串联的模型，多线程示例请参考`pipeline`文件夹，其他单模型多线程示例在`single_model`文件夹中
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## 多线程预测时克隆模型
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针对一个视觉模型的推理包含3个环节
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- 输入图像，图像经过预处理，最终得到要输入给模型Runtime的Tensor，即preprocess阶段
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- 模型Runtime接收Tensor，进行推理，得到Runtime的输出Tensor，即infer阶段
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- 对Runtime的输出Tensor做后处理，得到最后的结构化信息，如DetectionResult, SegmentationResult等等，即postprocess阶段
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针对以上preprocess、infer、postprocess三个阶段，FastDeploy分别抽象出了三个对应的类，即Preprocessor、Runtime、PostProcessor
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在多线程调用FastDeploy中的模型进行并行推理的时候，要考虑几个问题
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- Preprocessor、Runtime、Postprocessor三个类能否分别支持并行处理
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- 在支持多线程并发的前提下，能否最大限度的减少内存或显存占用
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FastDeploy采用分别拷贝多个对象的方式，进行多线程推理，即每个线程都有一份独立的Preprocessor、Runtime、PostProcessor的实例化的对象。而为了减少内存的占用，对于Runtime的拷贝则采用共享模型权重的方式进行拷贝。因此，虽然复制了多个对象，但对于模型权重和参数在内存或显存中只有一份。
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以此减少拷贝多个对象带来的内存占用。
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FastDeploy提供如下接口，来进行模型的clone(以PaddleClas为例)
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- Python: `PaddleClasModel.clone()`
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- C++: `PaddleClasModel::Clone()`
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### Python
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```
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import fastdeploy as fd
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option = fd.RuntimeOption()
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model = fd.vision.classification.PaddleClasModel(model_file,
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params_file,
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config_file,
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runtime_option=option)
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model2 = model.clone()
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im = cv2.imread(image)
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res = model.predict(im)
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```
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### C++
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```
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auto model = fastdeploy::vision::classification::PaddleClasModel(model_file,
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params_file,
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config_file,
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option);
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auto model2 = model.Clone();
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auto im = cv::imread(image_file);
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fastdeploy::vision::ClassifyResult res;
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model->Predict(im, &res)
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```
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>> **注意**:其他模型类似API接口可查阅[官方C++文档](https://www.paddlepaddle.org.cn/fastdeploy-api-doc/cpp/html/index.html)以及[官方Python文档](https://www.paddlepaddle.org.cn/fastdeploy-api-doc/python/html/index.html)
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## Python多线程以及多进程
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Python由于语言的限制即GIL锁的存在，在计算密集型的场景下，多线程无法充分利用硬件的性能。因此，Python上提供多进程和多线程两种示例。其异同点如下：
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### FastDeploy模型多进程与多线程推理的比较
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| | 资源占用 | 计算密集型 | I/O密集型 | 进程或线程间通信 |
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|:-------|:------|:----------|:----------|:----------|
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| 多进程 | 大 | 快 | 快 | 慢|
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| 多线程 | 小 | 慢 | 较快 |快|
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>> **注意**:以上分析相对理论，实际上Python针对不同的计算任务也做出了一定的优化，像是numpy类的计算已经可以做到并行计算，同时由于多进程间的result汇总涉及到进程间通信，而且往往有时候很难鉴别该任务是计算密集型还是I/O密集型，所以一切都需要根据任务进行测试而定。
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## C++多线程
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C++的多线程，兼具了占用资源少，速度快的特点。因此，是使用多线程推理的最佳选择
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### C++ 多线程Clone与不Clone内存占用对比
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硬件：Intel(R) Xeon(R) Gold 6271C CPU @ 2.60GHz
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模型：ResNet50_vd_infer
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后端：CPU OPENVINO后端推理引擎
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单进程内初始化多个模型，内存占用
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| 模型数 | model.Clone()后 | Clone后model->predict()后 | 不Clone模型初始化后| 不Clone后model->predict()后 |
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|:--- |:----- |:----- |:----- |:----- |
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|1|322M |325M |322M|325M|
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|2|322M|325M|559M|560M|
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|3|322M|325M|771M|771M|
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模型多线程预测内存占用
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| 线程数 | model.Clone()后 | Clone后model->predict()后 | 不Clone模型初始化后| 不Clone后model->predict()后 |
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|:--- |:----- |:----- |:----- |:----- |
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|1|322M |337M |322M|337M|
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|2|322M|343M|548M|566M|
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|3|322M|347M|752M|784M|
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