Guia do desenvolvedor de programas federados

Esta documentação é para qualquer pessoa interessada em criar lógica de programa federado ou um programa federado . Ele pressupõe conhecimento do TensorFlow Federated, especialmente seu sistema de tipos e programas federados .

Lógica do programa

Esta seção define as diretrizes de como a lógica do programa deve ser criada.

Consulte o exemplo program_logic.py para obter mais informações.

Assinaturas de Tipo de Documento

Documente a assinatura de tipo TFF para cada parâmetro fornecido à lógica do programa que possui uma assinatura de tipo.

async def program_logic(
    train: tff.Computation,
    data_source: tff.program.FederatedDataSource,
    ...
) -> None:
  """Trains a federated model for some number of rounds.

  The following types signatures are required:

  1.  `train`:       `(<S@SERVER, D@CLIENTS> -> <S@SERVER, M@SERVER>)`
  2.  `data_source`: `D@CLIENTS`

  Where:

  *   `S`: The server state.
  *   `M`: The train metrics.
  *   `D`: The train client data.
  """

Verifique as assinaturas do tipo

Verifique a assinatura de tipo TFF (em tempo de execução) para cada parâmetro fornecido à lógica do programa que possui uma assinatura de tipo.

def _check_program_logic_type_signatures(
    train: tff.Computation,
    data_source: tff.program.FederatedDataSource,
    ...
) -> None:
  ...

async def program_logic(
    train: tff.Computation,
    data_source: tff.program.FederatedDataSource,
    ...
) -> None:
  _check_program_logic_type_signatures(
      train=train,
      data_source=data_source,
  )
  ...

Anotações de tipo

Forneça um tipo Python bem definido para cada parâmetro tff.program.ReleaseManager fornecido à lógica do programa.

async def program_logic(
    metrics_manager: Optional[
        tff.program.ReleaseManager[tff.program.ReleasableStructure, int]
    ] = None,
    ...
) -> None:
  ...

Não

async def program_logic(
    metrics_manager,
    ...
) -> None:
  ...
async def program_logic(
    metrics_manager: Optional[tff.program.ReleaseManager] = None,
    ...
) -> None:
  ...

Estado do programa

Forneça uma estrutura bem definida descrevendo o estado do programa da lógica do programa.

class _ProgramState(NamedTuple):
  state: object
  round_num: int

async def program_loic(...) -> None:
  initial_state = ...

  # Load the program state
  if program_state_manager is not None:
    structure = _ProgramState(initial_state, round_num=0)
    program_state, version = await program_state_manager.load_latest(structure)
  else:
    program_state = None
    version = 0

  # Assign state and round_num
  if program_state is not None:
    state = program_state.state
    start_round = program_state.round_num + 1
  else:
    state = initial_state
    start_round = 1

  for round_num in range(start_round, ...):
    state, _ = train(state, ...)

    # Save the program state
    program_state = _ProgramState(state, round_num)
    version = version + 1
    program_state_manager.save(program_state, version)

Valores liberados do documento

Documente os valores liberados da lógica do programa.

async def program_logic(
    metrics_manager: Optional[tff.program.ReleaseManager] = None,
    ...
) -> None:
  """Trains a federated model for some number of rounds.

  Each round, `loss` is released to the `metrics_manager`.
  """

Liberar valores específicos

Não libere mais valores da lógica do programa do que o necessário.

async def program_logic(...) -> None:

  for round_number in range(...):
    state, metrics = train(state, ...)

    _, metrics_type = train.type_signature.result
    loss = metrics['loss']
    loss_type = metrics_type['loss']
    metrics_manager.release(loss, loss_type, round_number)

Não

async def program_loic(...) -> None:

  for round_number in range(...):
    state, metrics = train(state, ...)

    _, metrics_type = train.type_signature.result
    metrics_manager.release(metrics, metrics_type, round_number)

Funções assíncronas

Defina a lógica do programa como uma função assíncrona . Os componentes da biblioteca de programas federados do TFF usam assíncrono para executar o Python simultaneamente e definir a lógica do programa como uma função assíncrona facilita a interação com esses componentes.

async def program_logic(...) -> None:
  ...

Não

def program_logic(...) -> None:
  ...

testes

Forneça testes de unidade para a lógica do programa (por exemplo, program_logic_test.py ).

Programa

Esta seção define as diretrizes de como um programa deve ser criado.

Consulte o exemplo program.py para obter mais informações.

Documentar o Programa

Documente os detalhes do programa para o cliente na docstring do módulo (por exemplo, program.py ):

  • Como executar manualmente o programa.
  • Qual plataforma, cálculos e fontes de dados são usados ​​no programa.
  • Como um cliente deve acessar as informações liberadas do programa para o armazenamento do cliente.

Muitos Parâmetros

Não parametrize o programa de forma que haja coleções de parâmetros mutuamente exclusivas. Por exemplo, se foo for definido como X , você também precisará definir os parâmetros bar , baz , caso contrário, esses parâmetros devem ser None . Isso indica que você poderia ter feito dois programas diferentes para diferentes valores de foo .

Parâmetros do grupo

Use proto para definir parâmetros relacionados, mas complexos ou detalhados, em vez de definir muitos FLAGS (go/absl.flags).

with tf.io.gfile.GFile(config_path) as f:
  proto = text_format.Parse(f.read(), vizier_pb2.StudyConfig())
return pyvizier.StudyConfig.from_proto(proto)

Lógica Python

Não escreva lógica (por exemplo, fluxo de controle, invocando cálculos, qualquer coisa que precise ser testada) no programa. Em vez disso, mova a lógica para uma biblioteca privada que possa ser testada ou para a lógica do programa que o programa invoca.

Funções assíncronas

Não escreva funções assíncronas no programa. Em vez disso, mova a função para uma biblioteca particular que possa ser testada ou para a lógica do programa que o programa invoca.

testes

Não escreva testes de unidade para o programa, se testar o programa for útil, escreva esses testes em termos de testes de integração.