模型的部署：服务端与客户端建立连接（Flask）

news2024/11/26 11:06:23

一、服务端部署（使用Flask）

1.安装Flask

2.加载模型（这里以识别图片的类型模型为例）

3.定义API端点

4.运行Flask应用

二、客户端请求

1.安装HTTP客户端库

2.发送请求

请求成功示例：

监控与日志

总结

在机器学习模型的部署过程中，服务端与客户端之间的有效通信是至关重要的。Flask作为一个轻量级的Python Web框架，非常适合用于构建快速、可扩展的API服务，以支持模型的推理请求。本文将详细介绍如何使用Flask来搭建服务端，并展示客户端如何与之建立连接。

一、服务端部署（使用Flask）

1.安装Flask

首先，确保你的Python环境中已经安装了Flask。如果没有安装，可以使用pip进行安装

pip install Flask

2.加载模型（这里以识别图片的类型模型为例）

在你的Flask应用中，你需要加载已经训练好的机器学习模型。这通常涉及读取模型文件（如TensorFlow的SavedModel、PyTorch的.pth文件等）并初始化模型实例

import io  
import flask  
import torch  
import torch.nn.functional as F  
from PIL import Image  
from torch import nn  
from torchvision import transforms, models  
  
# 初始化Flask应用  
app = flask.Flask(__name__)  # 创建一个新的Flask应用实例  
# __name__参数用于定位应用的根路径，以便Flask找到模板、静态文件等。  
# app = flask.Flask(__name__)是Flask应用的起点，初始化应用实例。  
  
# 定义一个全局变量model，初始化为None  
# 和一个标志use_gpu，初始化为False，表示是否使用GPU进行加速  
model = None  
use_gpu = False 

def load_model():  
    """加载预训练模型，你也可以轻松地使用自己的模型。"""  
    global model  # 声明使用全局变量model  
    # 加载resnet18网络结构  
    model = models.resnet18()  
    # 获取全连接层的输入特征数  
    num_ftrs = model.fc.in_features  
    # 修改全连接层，输出特征数为102（根据你的任务设置类别数）  
    model.fc = nn.Sequential(nn.Linear(num_ftrs, 102))  
    # 加载预训练权重  
    checkpoint = torch.load('best.pth')  
    model.load_state_dict(checkpoint['state_dict'])  
    # 将模型设置为评估模式  
    model.eval()  
    # 如果use_gpu为True，则将模型移至GPU  
    if use_gpu:  
        model.cuda()  
  
def prepare_image(image, target_size):  
    """准备图像数据，包括转换模式、调整大小、归一化等。"""  
    # 如果图像不是RGB模式，则转换为RGB模式  
    if image.mode != 'RGB':  
        image = image.convert('RGB')  
    # 调整图像大小  
    image = transforms.Resize(target_size)(image)  
    # 将图像转换为Tensor  
    image = transforms.ToTensor()(image)  
    # 归一化图像（根据ImageNet数据集的均值和标准差）  
    image = transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225])(image)  
    # 增加一个batch_size维度  
    image = image[None]  
    # 如果use_gpu为True，则将图像移至GPU  
    if use_gpu:  
        image = image.cuda()  
   
    return  image

3.定义API端点

接下来，定义API端点来处理客户端的请求。这里我们将创建一个POST端点来接收数据并返回模型的推理结果。

@app.route("/predict", methods=["POST"])  
def predict():  
    """处理客户端的预测请求。"""  
    # 初始化一个字典，用于存储响应数据  
    data = {"success": False}  
    # 检查请求方法是否为POST  
    if flask.request.method == 'POST':  
        # 检查请求中是否包含名为"image"的文件  
        if flask.request.files.get("image"):  
            # 读取图像文件内容  
            image_bytes = flask.request.files["image"].read()  
            # 使用PIL打开图像  
            image = Image.open(io.BytesIO(image_bytes))  
            # 预处理图像  
            image = prepare_image(image, target_size=(224, 224))  
            # 使用模型进行预测，并应用softmax函数获取概率分布  
            preds = F.softmax(model(image), dim=1)  
            # 获取概率最高的前3个结果及其索引  
            results = torch.topk(preds.cpu().data, k=3, dim=1)  
            # 将结果转换为NumPy数组  
            results = (results[0].cpu().numpy(), results[1].cpu().numpy())  
            # 初始化预测结果列表  
            data['predictions'] = list()  
            # 遍历结果，并构建响应字典  
            for prob, label in zip(results[0][0], results[1][0]):  
                r = {"label": str(label), "probability": float(prob)}  
                data['predictions'].append(r)  
    # 设置成功标志为True  
    data["success"] = True  
    # 返回JSON格式的响应数据  
    return flask.jsonify(data)

4.运行Flask应用

最后，运行你的Flask应用，使其监听指定的端口。

if __name__ == '__main__':  
    # 打印加载模型和启动Flask服务的消息  
    print("Loading PyTorch model and Flask starting server ...")  
    print("Please wait until server has fully started")  
    # 加载模型  
    load_model()  
    # 启动Flask服务，指定主机IP和端口号  
    app.run(host='0.0.0.0', port=5012)  
    # 注意：这里指定的IP地址应该是服务器所在的IP地址，确保客户端可以访问。

运行成功示例：

二、客户端请求

1.安装HTTP客户端库

在客户端，你需要一个HTTP客户端库来发送请求并接收响应。Python中常用的库有requests。所以需要按安装reauest库

pip install requests

2.发送请求

使用requests库发送POST请求到Flask服务端，并包含需要推理的数据。

import requests  # 导入requests库，用于发送HTTP请求  
  
# 定义Flask服务器的URL，用于发送图像预测请求  
flask_url = 'http://127。0.0.1:5012/predict'  
  
# 定义一个函数，用于预测给定图像路径的结果  
def predict_result(image_path):  
    # 以二进制读模式打开图像文件，并读取其内容  
    image = open(image_path, 'rb').read()  
      
    # 创建一个字典，将图像数据作为文件内容发送  
   
    payload = {'image': image}  
  
    # 使用requests.post发送POST请求到Flask服务器，并接收JSON格式的响应  
     
    r = requests.post(flask_url, files=payload).json()   
      
    # 检查响应中的'success'字段，判断请求是否成功  
    if r['success']:  
        # 如果成功，遍历预测结果并打印每个预测类别的标签和概率  
        for (i, result) in enumerate(r['predictions']):   
            print('{}.预测类别为{}:的概率:{}'.format(i + 1, result['label'], result['probability']))  
        # 打印'OK'表示所有预测结果已成功打印  
        print('OK')  
    else:  # 如果失败  
        # 打印'Request failed'表示请求失败  
        print('Request failed')  
  
# 当脚本作为主程序运行时，调用predict_result函数并传入一个图像路径  
if __name__ == '__main__':  
    predict_result('imagr_file')#传入发送文件