文档章节

谁说搞Java的不能玩机器学习?

liululee
 liululee
发布于 2019/11/05 21:32
字数 1889
阅读 146
收藏 4

简介

机器学习在全球范围内越来越受欢迎和使用。 它已经彻底改变了某些应用程序的构建方式,并且可能会继续成为我们日常生活中一个巨大的(并且正在增加的)部分。 没有什么包装且机器学习并不简单。 它对许多人来说似乎非常复杂并常常令人生畏。 像谷歌这样的公司将自己的机器学习概念与开发人员联系起来,在谷歌帮助下让他们逐渐迈出第一步,故TensorFlow的框架诞生了。

TensorFlow为何物?

TensorFlow是由谷歌使用Python和C++开发的开源机器学习框架。 它可以帮助开发人员轻松获取数据,准备和训练模型,预测未来状态,以及执行大规模机器学习。 有了它,我们可以训练和运行深度神经网络的内容,诸如光学字符识别,图像识别/分类,自然语言处理等。

张量与操作

TensorFlow基于计算图,你可以将其想象为具有节点和边的经典图。 每个节点被称为操作,它们将零个或多个张量输入并产生零个或多个张量输出。 操作可以非常简单,例如基本的添加,但它们也可以非常复杂。 张量被描绘为图的边缘,并且是核心数据单元。 当我们将它们提供给操作时,我们在这些张量上执行不同的功能。 它们可以具有单个或多个维度,有时也称为它们的等级(标量:等级0,向量:等级1,矩阵:等级2)。 这些数据受到操作的影响通过张量传递到计算图中,故而称为TensorFlow。 张量可以以任意数量的维度存储数据,并且有三种主要类型的张量:占位符,变量和常量。

安装TensorFlow

使用Maven,安装TensorFlow就像包含依赖项一样简单:

<dependency>
  <groupid>org.tensorflow</groupid>
  <artifactid>tensorflow</artifactid>
  <version>1.13.1</version>
</dependency>

如果你的设备支持GPU功能,可以添加以下依赖:

<dependency>
  <groupid>org.tensorflow</groupid>
  <artifactid>libtensorflow</artifactid>
  <version>1.13.1</version>
</dependency>

<dependency>
  <groupid>org.tensorflow</groupid>
  <artifactid>libtensorflow_jni_gpu</artifactid>
  <version>1.13.1</version>
</dependency>

你可以使用TensorFlow对象来检查当前操作的TensorFlow的版本。

System.out.println(TensorFlow.version());

TensorFlow的JavaAPI

Java API TensorFlow提供包含在org.tensorflow包中。 它目前是实验性的,因此不能保证其稳定性。 需要注意的是TensorFlow唯一完全支持的语言是Python,Java API几乎没有什么功能。 API向我们介绍了新的类,接口,枚举和异常。

通过API引入的新类是:

  • Graph:表示TensorFlow计算的数据流图;
  • Operation:在Tensors上执行计算的Graph节点;
  • OperationBuilder:Operations的构建器类;
  • Output<t>:操作产生的张量的符号句柄;
  • SavedModelBundle:表示从存储加载的模型;
  • SavedModelBundle.Loader:提供加载SavedModel的选项;
  • Server:进程内TensorFlow服务器,用于分布式训练;
  • Session:图形执行的驱动程序;
  • Session.Run:输出执行会话时获得的张量和元数据;
  • Session.Runner:运行操作并评估张量;
  • Shape:由操作产生的可能部分已知的张量形状;
  • Tensor<t>:静态类型的多维数组,其元素是由T描述的类型;
  • TensorFlow:描述TensorFlow运行时的静态实用程序方法;
  • Tensors:用于创建张量对象的类型安全工厂方法;
枚举
  • DataType:将张量中的元素类型表示为枚举;
接口
  • Operand<t>:由TensorFlow操作的操作数实现的接口;
异常
  • TensorFlowException:执行TensorFlow图时抛出的未经检查的异常

如果我们将所有这些与Python中的tf模块进行比较将发现存在明显的区别。 Java API没有几乎相同的功能,至少目前如此。

图(Graphs)

如前所述,TensorFlow基于计算图 - 其中org.tensorflow.Graph是Java的实现。 注意:它的实例是线程安全的,尽管我们需要在完成它之后显式释放Graph使用的资源。

让我们从一个空图开始:

Graph graph = new Graph();

该对象是空的,所以这个图表意义不大。 要对它做任何操作,我们首先需要使用Operations加载它。 我们使用opBuilder()方法来加载它,它返回一个OperationBuilder对象,一旦我们调用.build()方法,它就会将操作添加到我们的图形中。

常量

让我们在图表中添加一个常量:

Operation x = graph.opBuilder("Const", "x")
               .setAttr("dtype", DataType.FLOAT)
               .setAttr("value", Tensor.create(3.0f))
               .build(); 

占位符

占位符是变量的“类型”,声明时没有赋值,他们的值将在之后进行分配。 这允许我们使用没有任何实际数据的操作来构建图形:

Operation y = graph.opBuilder("Placeholder", "y")
        .setAttr("dtype", DataType.FLOAT)
        .build();

函数

最后为了解决这个问题,我们需要添加某些函数。 这些可以像乘法,除法或加法一样简单,也可以像矩阵乘法一样复杂。 和之前一样,我们使用.opBuilder()方法定义函数:

Operation xy = graph.opBuilder("Mul", "xy")
  .addInput(x.output(0))
  .addInput(y.output(0))
  .build();  

注意:我们使用input(0)作为张量可以有多个输出。

图形可视化

遗憾的是,Java API还没有包含任何允许像Python中一样可视化图形的工具。

会话(Sessions)

如前所述,Session是Graph的驱动程序。 它封装了执行Operation和Graph计算张量(tensors)的环境。 这意味着我们构建的图(graph)中的张量(tensors)实际上并没有任何值,因为我们没有在会话(session)中运行图形(graph)。 我们首先将图表添加到会话(session)中:

Session session = new Session(graph);

我们的操作知识简单地将x于y相乘,为了运行我们的图(graph)并得到计算结果,我们需要使用fetch()获取到xy的操作并为其提供x和y的值:

Tensor tensor = session.runner().fetch("xy").feed("x", Tensor.create(5.0f)).feed("y", Tensor.create(2.0f)).run().get(0);
System.out.println(tensor.floatValue());

运行这段代码将产生的结果如下:

10.0f

Java当中加载Python中Saving模块

这可能听起来有点奇怪,但由于Python是唯一受到良好支持的语言,因此Java API仍然没有保存模型的功能。 这意味着Java API仅用于服务用例,至少在TensorFlow完全支持之前。 目前至少我们可以使用SavedModelBundle类在Python中训练和保存模型,然后使用Java加载它们来为它们提供服务:

SavedModelBundle model = SavedModelBundle.load("./model", "serve"); 
Tensor tensor = model.session().runner().fetch("xy").feed("x", Tensor.create(5.0f)).feed("y", Tensor.create(2.0f)).run().get(0);  

System.out.println(tensor.floatValue());

结论

TensorFlow是一个功能强大且广泛使用的框架。 它不断得到改进,并最近被引入新语言:包括Java和JavaScript。 尽管Java API还没有像TensorFlow在Python中那么多的功能,但它仍然可以作为向Java开发人员介绍TensorFlow的一个很好的开始。

> 原文链接:https://stackabuse.com/how-to-use-tensorflow-with-java/ > 作 者:David Landup > 译 者:klein

9月福利,关注公众号 ​ 后台回复:004,领取8月翻译集锦! ​ 往期福利回复:001,002, 003即可领取!

img</t></t></t>

© 著作权归作者所有

liululee
粉丝 129
博文 80
码字总数 117498
作品 0
杭州
程序员
私信 提问
你可以不上开源中国社区,但作为程序员,这些网站你不能不上

你可以不上开源中国社区,但作为程序员,这些网站你不能不上 1.http://www.codecademy.com/一步一步跟我学,编程So easy 2.https://github.com/有了它妈妈再也不用担心我的代码控制了 3.http...

靠_注册错了
2014/01/03
448
8
Java---牛逼

一直看别人说PHP,为我们Java出个声吧。 咱不吹牛,搞Java的: 1、玩得起安卓APP 2、玩得起DBA 3、玩得起运维 4、玩得起前端 5、玩得起UI 6、玩得起测试 7、玩得起产品 8、玩得起馍夹肉 9、玩...

尚浩宇
2015/11/05
4.5K
37
Java也有短板,主流只是搞web,怎么办?

工作快两年了,一直是在一家公司,Java方向的,就我的了解,Java主流只是搞web,不知道这算不算Java的短板呢?如果我不想总是玩web,该怎么办呢?是学习另一门语言,比如C++(最近在玩这个)...

guor
2013/09/08
4.3K
37
ansatsing/QQLandlords

为什么要搞这样一个项目 满足自己的java网络多线程编程的欲望!因为之前一直都是搞web开发,服务器和客户端数据交流人家web服务器早就给你搞好了,比如tomcat,jetty...等等,其实之前脑子里就...

ansatsing
2019/02/15
0
0
JCP,是松开java的时候了.

JDK7.0 马上就到来了. 对这个臃肿的庞然大物,真不知道用什么样的心情去迎接它,作为一个开发者。体会最深的,就是JCP在四年时间内,又把Java搞大了。(至于什么是JCP, 即Java community proc...

晨曦之光
2012/03/09
64
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

获取map()以在Python 3.x中返回列表

我正在尝试将列表映射为十六进制,然后在其他地方使用该列表。 在python 2.6中,这很简单: 答: Python 2.6: >>> map(chr, [66, 53, 0, 94])['B', '5', '\x00', '^'] 但是,在Python 3.......

技术盛宴
9分钟前
4
0
基于TI达芬奇系列TMS320DM8148浮点DSP C674xBOOT SET启动选择开关、Micro SD接口

说明 由广州创龙设计的SOM-TL8148和SOM-TL8127核心板是Pin To Pin兼容,两款核心板公用同一块底板。DM8148与DM8127相比,DM8148有SATA接口,DM8127没有SATA接口;而DM8127有CSI2接口,DM814...

Tronlong创龙
12分钟前
4
0
产品经理如何有效进行需求管理?

需求是整个软件项目当中最重要一项输入。软件开发和传统生产行业最大的区别在于,需求总是模糊的、主观的和随时变化的。相对于电子产品、汽车等制造行业有形的硬件需求,软件开发的需求的描述...

Worktile
25分钟前
2
0
Python 判断变量是否是 None 的三种写法

代码中经常会有变量是否为None的判断,有三种主要的写法: 第一种是if x is None; 第二种是 if not x:; 第三种是if not x is None(这句这样理解更清晰if not (x is None)) 。 如果你觉得...

每天学Python
28分钟前
2
0
springboot初探——启动流程

前面已经介绍一下springboot,本篇开始介绍springboot在启动过程中做了什么,凭什么那么少的代码就能完成一个web项目。 其他的我们可以先不管,先来看一眼springboot的main方法 @SpringBootA...

计算机狼
47分钟前
12
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部