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3275441 8594de8 3275441 8594de8 3275441 8594de8 3275441 8594de8 3275441 8594de8 3275441 8594de8 3275441 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 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1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 1024 | """bbpe_tokenizer.py — BBPE (Byte-Level BPE) Tokenizer PARALELO (Map-Reduce).
═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
REFATORAÇÃO: Algoritmo Paralelo Map-Reduce (substitui o treinamento sequencial)
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O treinamento do BBPE foi refatorado para um modelo Map-Reduce paralelo,
substituindo o BpeTrainer sequencial da HuggingFace. O algoritmo:
ETAPA 0: Inicialização
- distribute_texts(): converte o iterador em shards balanceados
- pre_tokenize_shard(): pré-tokeniza byte-level cada shard
- Estruturas globais: vocab, token_to_id, merges
LAÇO PRINCIPAL DE MERGES:
FASE 1 — MAP: count_pairs_in_shard() em paralelo (ProcessPoolExecutor)
FASE 2 — REDUCE: agrega contagens locais em global_counts
FASE 3 — CHOICE: escolhe o par de maior frequência (desempate lexicográfico)
FASE 4 — APPLY: apply_merge_in_shard() em paralelo
FASE 5 — UPDATE: atualiza vocab, token_to_id, merges
ETAPA FINAL: build_bpe_from_merges() constrói o tokenizer HF a partir
dos merges + vocab calculados.
INFERÊNCIA PARALELA: encode_batch_parallel() usa ThreadPoolExecutor.
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TEOREMA 20 (BBPE Universal Coverage) — mantido
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BBPE opera no espaço de BYTES UTF-8 (256 símbolos base). Garante:
1. COBERTURA UNIVERSAL: qualquer string UTF-8 é tokenizável sem <unk>.
2. COMPATIBILIDADE MULTILINGUE: mesmo vocab para PT-BR, Xavante, EN, código.
3. COMPRESSÃO ÓTIMA: BPE greedy + byte-level = merges no espaço total.
4. ESCALABILIDADE: V = 16K-250K tokens cobre eficientemente múltiplos idiomas.
INTEGRIDADE (Semântica Preservada):
dec(enc(s)) = s para todo s ∈ Σ_UTF-8*.
Decorre de ByteLevel ser bijeção reversível no espaço de bytes.
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COMPATIBILIDADE
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Mantém a API pública da versão anterior:
- encode(text) -> List[int]
- decode(ids) -> str
- encode_batch(texts) -> List[List[int]]
- encode_batch_parallel(texts) -> List[List[int]] [NOVO]
- save(path) / load(path)
- train_from_stream(iter, path) [delega para train_parallel_from_stream]
- train_parallel_from_stream(iter, ...) [NOVO — algoritmo Map-Reduce]
- train_from_files(files, path)
- encode_tensor(texts, max_length)
- validate_roundtrip(test_texts)
"""
from __future__ import annotations
import os
import json
import logging
import gc
from collections import defaultdict
from concurrent.futures import ProcessPoolExecutor, ThreadPoolExecutor, as_completed
from pathlib import Path
from typing import (
Iterator, List, Optional, Dict, Any, Union, Tuple, Iterable,
)
logger = logging.getLogger(__name__)
# === Special tokens (alinhados com HuggingFace conventions) ===
BOS_TOKEN = "<s>"
PAD_TOKEN = "<pad>"
EOS_TOKEN = "</s>"
UNK_TOKEN = "<unk>"
SPECIAL_TOKENS = [BOS_TOKEN, PAD_TOKEN, EOS_TOKEN, UNK_TOKEN]
# IDs canônicos (precedência sobre merges)
BOS_ID = 0
PAD_ID = 1
EOS_ID = 2
UNK_ID = 3
# Vocabulário padrão (reduzido de 250K para 16K — adequado ao escopo BiGRU_T)
DEFAULT_VOCAB_SIZE = 16_384
# ---------------------------------------------------------------------------
# Mapeamento Byte-Level (GPT-2 style: 0-255 -> Ġ-style unicode strings)
# ---------------------------------------------------------------------------
def bytes_to_unicode() -> Dict[int, str]:
"""Retorna mapeamento byte (0-255) -> símbolo unicode (Ġ-style do GPT-2).
Bytes correspondentes a caracteres printable (33-126, 161-172, 174-255)
mapeiam para si mesmos. Os demais (0-32, 127-160, 173) mapeiam para
codepoints a partir de 256 (Ġ=256+32=288 → 'Ġ', etc.).
"""
bs = (
list(range(ord("!"), ord("~") + 1))
+ list(range(ord("¡"), ord("¬") + 1))
+ list(range(ord("®"), ord("ÿ") + 1))
)
cs = bs[:]
n = 0
for b in range(256):
if b not in bs:
bs.append(b)
cs.append(256 + n)
n += 1
cs = [chr(c) for c in cs]
return dict(zip(bs, cs))
# Tabelas globais (construídas uma vez no import)
BYTE_TO_SYMBOL: Dict[int, str] = bytes_to_unicode()
SYMBOL_TO_BYTE: Dict[str, int] = {v: k for k, v in BYTE_TO_SYMBOL.items()}
# Alfabeto byte-level (256 símbolos)
ALPHABET: List[str] = [BYTE_TO_SYMBOL[i] for i in range(256)]
# ---------------------------------------------------------------------------
# FUNÇÕES AUXILIARES DO ALGORITMO PARALELO (top-level para picklability)
# ---------------------------------------------------------------------------
def distribute_texts(
text_iterator: Iterable[str],
num_workers: int,
chunk_size: int = 500,
) -> List[List[str]]:
"""Converte um iterador de textos em partições balanceadas (shards).
Cada shard é uma lista de strings que será processada por um worker.
A distribuição é round-robin sobre chunks para balancear carga.
Args:
text_iterator: iterador yielding strings de texto
num_workers: número de shards a produzir
chunk_size: textos acumulados antes de formar um chunk
Returns:
Lista de `num_workers` shards (cada shard é List[str]).
"""
if num_workers < 1:
num_workers = 1
shards: List[List[str]] = [[] for _ in range(num_workers)]
current_chunk: List[str] = []
chunk_idx = 0
total = 0
for text in text_iterator:
if not text or len(str(text).strip()) < 10:
continue
current_chunk.append(str(text))
total += 1
if len(current_chunk) >= chunk_size:
# Round-robin assignment
shards[chunk_idx % num_workers].extend(current_chunk)
current_chunk = []
chunk_idx += 1
# Flush final
if current_chunk:
shards[chunk_idx % num_workers].extend(current_chunk)
# Remove shards vazios (pode acontecer se num_workers > chunks)
shards = [s for s in shards if s]
if not shards:
raise RuntimeError(
"distribute_texts: nenhum texto válido encontrado no iterador"
)
logger.info(
"distribute_texts: %d textos em %d shards (chunk_size=%d)",
total, len(shards), chunk_size,
)
return shards
def pre_tokenize_shard(texts: List[str]) -> List[List[str]]:
"""Converte uma lista de textos em uma lista de listas de símbolos byte-level.
Cada símbolo é uma string representando um byte (Ġ-style).
Tokens especiais (se presentes no texto como substrings) são tratados
como símbolos únicos — mas nesta implementação simples, expandimos tudo
para bytes (a detecção de especiais é feita no encode, não no treino).
Args:
texts: lista de strings (um shard)
Returns:
Lista de listas de símbolos (uma lista por documento).
"""
shard_syms: List[List[str]] = []
for text in texts:
doc_syms: List[str] = []
# Pré-tokenização ByteLevel: cada caractere -> UTF-8 bytes -> símbolos
for ch in text:
utf8_bytes = ch.encode("utf-8")
for b in utf8_bytes:
doc_syms.append(BYTE_TO_SYMBOL[b])
shard_syms.append(doc_syms)
return shard_syms
def count_pairs_in_shard(
shard: List[List[str]],
min_freq: int = 2,
) -> Dict[Tuple[str, str], int]:
"""Conta pares adjacentes dentro de cada documento, sem cruzar fronteiras.
Args:
shard: lista de documentos (cada doc é lista de símbolos)
min_freq: frequência mínima para manter o par (poda local)
Returns:
Dicionário {(esq, dir): contagem_local}.
"""
counts: Dict[Tuple[str, str], int] = defaultdict(int)
for doc in shard:
if len(doc) < 2:
continue
for i in range(len(doc) - 1):
pair = (doc[i], doc[i + 1])
counts[pair] += 1
# Poda local: descarta pares com contagem < min_freq
if min_freq > 1:
return {p: c for p, c in counts.items() if c >= min_freq}
return dict(counts)
def apply_merge_in_shard(
shard: List[List[str]],
left: str,
right: str,
replacement: str,
) -> List[List[str]]:
"""Substitui toda ocorrência adjacente de (left, right) por `replacement`.
Args:
shard: lista de documentos (cada doc é lista de símbolos)
left: símbolo esquerdo do merge
right: símbolo direito do merge
replacement: novo símbolo que substitui o par
Returns:
Novo shard com o merge aplicado em todos os documentos.
"""
new_shard: List[List[str]] = []
for doc in shard:
if len(doc) < 2:
new_shard.append(doc)
continue
new_doc: List[str] = []
i = 0
n = len(doc)
while i < n:
if i < n - 1 and doc[i] == left and doc[i + 1] == right:
new_doc.append(replacement)
i += 2
else:
new_doc.append(doc[i])
i += 1
new_shard.append(new_doc)
return new_shard
def build_bpe_from_merges(
merges: List[Tuple[str, str, str]],
token_to_id: Dict[str, int],
unk_token: str = UNK_TOKEN,
add_prefix_space: bool = False,
):
"""Constrói um tokenizers.Tokenizer a partir dos merges e vocab calculados.
Converte o formato interno (lista de tuplas (left, right, new)) para o
formato esperado pelo tokenizers.models.BPE (lista de strings "left right").
Args:
merges: lista de (esq, dir, novo_token)
token_to_id: mapeamento token -> id
unk_token: token de desconhecido
add_prefix_space: se True, adiciona espaço prefixo no pre-tokenizer
Returns:
tokenizers.Tokenizer configurado com BPE + ByteLevel.
"""
from tokenizers import Tokenizer
from tokenizers.models import BPE
from tokenizers.pre_tokenizers import ByteLevel
from tokenizers.processors import ByteLevel as ByteLevelProcessor
from tokenizers.decoders import ByteLevel as ByteLevelDecoder
# Converte merges para formato HF: lista de tuplas (left, right)
hf_merges = [(left, right) for (left, right, _new) in merges]
# BPE model com vocab e merges
bpe = BPE(
vocab=token_to_id,
merges=hf_merges,
unk_token=unk_token,
)
tok = Tokenizer(bpe)
tok.pre_tokenizer = ByteLevel(add_prefix_space=add_prefix_space)
tok.post_processor = ByteLevelProcessor(trim_offsets=False)
# CRÍTICO: ByteLevel decoder inverte o mapeamento byte-level de volta para UTF-8.
tok.decoder = ByteLevelDecoder()
return tok
# ---------------------------------------------------------------------------
# Classe principal
# ---------------------------------------------------------------------------# ============================================================================
# V6.7 — SERIAL MODE DISPATCHER (fix BBPE refit OOM)
# ============================================================================
# User requirement: "tokenizer-growth refit (was causing crashes during BBPE
# parallel training at 1000-sample mark)".
#
# Prova 14 (BBPE refit OOM): ProcessPoolExecutor forks the parent Python
# process even with num_workers=1, duplicating RSS (~2GB) and exceeding
# cgroup limit → OOM-killer. Fix: when num_workers<=1, run serially in the
# main process (no fork, no memory duplication, no OOM).
#
def _run_shards_serial_or_parallel(jobs, num_workers: int):
"""Executa uma lista de callables (jobs) em série ou paralelo.
- Se num_workers <= 1: executa serialmente no processo atual (NO FORK).
Justificativa: evita OOM por fork quando o processo pai tem muita
memória alocada (modelo, tensores, buffers). Amdahl: para 1 worker,
paralelismo não traz ganho, só overhead.
- Se num_workers >= 2: usa ProcessPoolExecutor (paralelismo real).
Args:
jobs: lista de callables (sem args) — use functools.partial ou lambda.
num_workers: número de processos paralelos (<=1 = serial).
Returns:
Lista de resultados na mesma ordem dos jobs.
"""
if num_workers <= 1:
# SERIAL MODE — no fork, no memory duplication, no OOM risk
return [job() for job in jobs]
# PARALLEL MODE — keep ProcessPoolExecutor for true parallelism
from concurrent.futures import ProcessPoolExecutor
with ProcessPoolExecutor(max_workers=num_workers) as executor:
futures = [executor.submit(job) for job in jobs]
return [f.result() for f in futures]
class BBPETokenizer:
"""BBPE Tokenizer com treinamento paralelo Map-Reduce.
API pública (compatível com versão anterior):
- encode(text) -> List[int]
- decode(ids) -> str
- encode_batch(texts) -> List[List[int]]
- encode_batch_parallel(texts) -> List[List[int]] [NOVO]
- save(path) / load(path)
- train_parallel_from_stream(iter, ...) [NOVO — algoritmo Map-Reduce]
- train_from_stream(iter, ...) [delega para paralelo]
- train_from_files(files, ...)
- encode_tensor(texts, max_length)
- validate_roundtrip(test_texts)
"""
def __init__(
self,
vocab_size: int = DEFAULT_VOCAB_SIZE,
bos_token: str = BOS_TOKEN,
pad_token: str = PAD_TOKEN,
eos_token: str = EOS_TOKEN,
unk_token: str = UNK_TOKEN,
add_prefix_space: bool = False,
num_workers: int = 4,
):
self.vocab_size = vocab_size
self.bos_token = bos_token
self.pad_token = pad_token
self.eos_token = eos_token
self.unk_token = unk_token
self.add_prefix_space = add_prefix_space
self.num_workers = max(1, num_workers)
self._tokenizer = None # Lazy init
self._vocab: Optional[Dict[str, int]] = None
self._id_to_token: Optional[Dict[int, str]] = None
# Merges aprendidos (para inspeção / re-build)
self._merges: List[Tuple[str, str, str]] = []
# ------------------------------------------------------------------
# TREINAMENTO PARALELO (Map-Reduce) — NOVO
# ------------------------------------------------------------------
def train_parallel_from_stream(
self,
text_iterator: Iterator[str],
save_path: Optional[Path] = None,
min_frequency: int = 2,
num_workers: int = 4,
show_progress: bool = True,
chunk_size: int = 500,
) -> None:
"""Treina o tokenizer BBPE em paralelo (Map-Reduce com ProcessPoolExecutor).
Algoritmo:
ETAPA 0: distribute_texts + pre_tokenize_shard (inicialização)
LAÇO:
FASE 1: MAP — count_pairs_in_shard em paralelo
FASE 2: REDUCE — agrega contagens
FASE 3: CHOICE — melhor par (freq máx, desempate lexicográfico)
FASE 4: APPLY — apply_merge_in_shard em paralelo
FASE 5: UPDATE — atualiza vocab + merges
ETAPA FINAL: build_bpe_from_merges
Args:
text_iterator: iterador yielding strings de texto
save_path: caminho para salvar o tokenizer JSON
min_frequency: frequência mínima de um par para ser mergeado
num_workers: número de processos paralelos
show_progress: exibir progresso por iteração
chunk_size: textos por chunk na distribuição
"""
logger.info(
"BBPE PARALLEL train: vocab_size=%d, min_freq=%d, workers=%d",
self.vocab_size, min_frequency, num_workers,
)
# --- ETAPA 0: Inicialização ---
# 0.1 Distribui textos em shards balanceados
shards = distribute_texts(text_iterator, num_workers, chunk_size)
# 0.2 Pré-tokeniza cada shard em sequências de símbolos byte-level
# (paralelo, pois pre_tokenize é CPU-bound)
shard_symbols = _run_shards_serial_or_parallel(
[lambda s=shard: pre_tokenize_shard(s) for shard in shards],
num_workers,
)
logger.info(
"BBPE PARALLEL: pré-tokenização concluída (%d shards)",
len(shard_symbols),
)
# 0.3 Estruturas globais
current_vocab: set = set(ALPHABET + SPECIAL_TOKENS)
token_to_id: Dict[str, int] = {}
# IDs canônicos para especiais primeiro
for i, tok in enumerate(SPECIAL_TOKENS):
token_to_id[tok] = i
# Depois o alfabeto byte-level
next_id = len(SPECIAL_TOKENS)
for sym in ALPHABET:
if sym not in token_to_id:
token_to_id[sym] = next_id
next_id += 1
merges: List[Tuple[str, str, str]] = []
# --- LAÇO PRINCIPAL DE MERGES ---
iteration = 0
target_merges = self.vocab_size - len(token_to_id)
while len(current_vocab) < self.vocab_size:
iteration += 1
# --- FASE 1: MAP (contagem local de pares) ---
local_counts = _run_shards_serial_or_parallel(
[lambda s=sym_shard: count_pairs_in_shard(s, min_frequency)
for sym_shard in shard_symbols],
num_workers,
)
# --- FASE 2: REDUCE (agregação) ---
global_counts: Dict[Tuple[str, str], int] = defaultdict(int)
for lc in local_counts:
for pair, cnt in lc.items():
global_counts[pair] += cnt
# Poda global (garante min_frequency)
global_counts = {
p: c for p, c in global_counts.items() if c >= min_frequency
}
if not global_counts:
logger.info(
"BBPE PARALLEL: nenhum par com freq >= %d restante. "
"Vocab final: %d (target %d)",
min_frequency, len(current_vocab), self.vocab_size,
)
break
# --- FASE 3: ESCOLHA DO MELHOR PAR ---
# (frequência máxima, desempate lexicográfico)
best_pair = max(
global_counts.items(), key=lambda x: (x[1], x[0])
)
(esq, dir_), freq = best_pair
# Gera novo token (concatenação byte-level)
new_token_str = esq + dir_
# Se já existe (raro), gera nome único
while new_token_str in current_vocab:
new_token_str += "_"
new_id = next_id
next_id += 1
# --- FASE 4: APPLY (aplicação do merge nos shards) ---
shard_symbols = _run_shards_serial_or_parallel(
[lambda s=sym_shard: apply_merge_in_shard(s, esq, dir_, new_token_str)
for sym_shard in shard_symbols],
num_workers,
)
# --- FASE 5: ATUALIZAÇÃO DO VOCABULÁRIO ---
current_vocab.add(new_token_str)
token_to_id[new_token_str] = new_id
merges.append((esq, dir_, new_token_str))
if show_progress and (
iteration <= 20
or iteration % 50 == 0
or len(current_vocab) >= self.vocab_size - 5
):
logger.info(
"BBPE PARALLEL iter %d: '%s' + '%s' -> '%s' "
"(freq=%d) | Vocab=%d/%d",
iteration, esq, dir_, new_token_str, freq,
len(current_vocab), self.vocab_size,
)
# Libera memória periodicamente (estilo Xavante)
if iteration % 100 == 0:
gc.collect()
# --- ETAPA FINAL: Construção do tokenizer interno ---
logger.info(
"BBPE PARALLEL: concluído. %d merges, vocab=%d. Construindo tokenizer HF...",
len(merges), len(token_to_id),
)
self._merges = merges
self._tokenizer = build_bpe_from_merges(
merges=merges,
token_to_id=token_to_id,
unk_token=self.unk_token,
add_prefix_space=self.add_prefix_space,
)
self._build_vocab_cache()
# Atualiza vocab_size com tamanho real
self.vocab_size = len(self._vocab)
logger.info(
"BBPE PARALLEL: tokenizer construído. Vocab real: %d",
len(self._vocab),
)
if save_path is not None:
self.save(save_path)
# ------------------------------------------------------------------
# TREINAMENTO (compatibilidade — delega para paralelo)
# ------------------------------------------------------------------
def train_from_stream(
self,
text_iterator: Iterator[str],
save_path: Optional[Union[str, Path]] = None,
min_frequency: int = 2,
show_progress: bool = True,
chunk_size: int = 500,
num_workers: Optional[int] = None,
) -> None:
"""Treina o tokenizer BBPE a partir de um iterador de textos.
REFACTORED: agora delega para train_parallel_from_stream (Map-Reduce).
Mantém a assinatura para compatibilidade com código existente.
Args:
text_iterator: iterador yielding strings de texto
save_path: caminho para salvar o tokenizer JSON
min_frequency: frequência mínima de um par para ser mergeado
show_progress: exibir progresso
chunk_size: textos por chunk na distribuição
num_workers: número de processos paralelos (default: self.num_workers)
"""
workers = num_workers if num_workers is not None else self.num_workers
self.train_parallel_from_stream(
text_iterator=text_iterator,
save_path=Path(save_path) if save_path else None,
min_frequency=min_frequency,
num_workers=workers,
show_progress=show_progress,
chunk_size=chunk_size,
)
def train_from_files(
self,
file_paths: List[Union[str, Path]],
save_path: Optional[Union[str, Path]] = None,
min_frequency: int = 2,
show_progress: bool = True,
num_workers: Optional[int] = None,
) -> None:
"""Treina o tokenizer BBPE a partir de arquivos de texto.
Lê os arquivos e cria um iterador de linhas, delegando para
train_parallel_from_stream.
"""
def _file_line_iterator(paths):
for p in paths:
p = Path(p)
if not p.exists():
logger.warning("Arquivo não encontrado: %s", p)
continue
with open(p, "r", encoding="utf-8", errors="replace") as f:
for line in f:
line = line.strip()
if line:
yield line
workers = num_workers if num_workers is not None else self.num_workers
self.train_parallel_from_stream(
text_iterator=_file_line_iterator(file_paths),
save_path=Path(save_path) if save_path else None,
min_frequency=min_frequency,
num_workers=workers,
show_progress=show_progress,
chunk_size=500,
)
# ------------------------------------------------------------------
# Save / Load
# ------------------------------------------------------------------
def fit(
self,
texts: List[str],
vocab_size: Optional[int] = None,
min_frequency: int = 2,
) -> None:
"""V6.6 — Compatibilidade com a API SimpleBBPETokenizer.fit().
Treina o tokenizer BBPE a partir de uma lista de textos. Esta método
existe para que o KohonenLearningSystem possa chamar
`kls.tokenizer.fit(corpus_inicial)` sem saber se o tokenizer é
SimpleBBPETokenizer (word-level) ou BBPETokenizer (byte-level).
Args:
texts: lista de strings para treinar o tokenizer.
vocab_size: tamanho do vocabulário alvo (default: self.vocab_size).
min_frequency: frequência mínima de um par para ser mergeado.
"""
if vocab_size is not None:
self.vocab_size = int(vocab_size)
# Limita o corpus para velocidade (primeiros 1000 textos)
# — o BBPE byte-level não precisa de corpus massivo para treinar
# merges úteis; 1000 textos já dá diversidade suficiente.
corpus = list(texts[:1000]) if not isinstance(texts, Iterator) else texts
try:
self.train_parallel_from_stream(
text_iterator=iter(corpus) if isinstance(corpus, list) else corpus,
save_path=None, # in-memory only
min_frequency=min_frequency,
num_workers=1, # single worker for fit() (faster for small corpus)
show_progress=False,
chunk_size=500,
)
except Exception as e:
logger.warning(f"BBPETokenizer.fit() train_parallel_from_stream failed: {e}")
# Fallback: cria um tokenizer byte-level mínimo (256 bytes + specials)
# sem merges, permitindo que o KLS continue funcionando.
try:
from tokenizers import Tokenizer
from tokenizers.models import BPE
from tokenizers.pre_tokenizers import ByteLevel
# Vocab inicial: 256 bytes base mapeados para [4, 260)
# (deixando 0-3 para speciais BOS/PAD/EOS/UNK)
byte_vocab = {chr(b): b + 4 for b in range(256)}
# Adiciona speciais
for tok, tid in [(BOS_TOKEN, BOS_ID), (PAD_TOKEN, PAD_ID),
(EOS_TOKEN, EOS_ID), (UNK_TOKEN, UNK_ID)]:
byte_vocab[tok] = tid
self._tokenizer = Tokenizer(BPE(byte_vocab, {}, unk_token=UNK_TOKEN))
self._tokenizer.pre_tokenizer = ByteLevel(add_prefix_space=False)
self._build_vocab_cache()
self.vocab_size = len(self._vocab)
logger.info(f"BBPETokenizer.fit() fallback byte-level: vocab_size={self.vocab_size}")
except Exception as e2:
logger.error(f"BBPETokenizer.fit() fallback failed: {e2}")
raise
def save(self, path: Union[str, Path]) -> None:
"""Salva o tokenizer em arquivo JSON (formato HuggingFace)."""
if self._tokenizer is None:
raise RuntimeError("Tokenizer não treinado. Chame train_*() primeiro.")
path = Path(path)
path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
self._tokenizer.save(str(path))
logger.info("BBPE tokenizer saved: %s", path)
@classmethod
def load(cls, path: Union[str, Path]) -> "BBPETokenizer":
"""Carrega um tokenizer salvo."""
from tokenizers import Tokenizer
path = Path(path)
if not path.exists():
raise FileNotFoundError(f"Tokenizer file not found: {path}")
instance = cls() # default vocab_size
instance._tokenizer = Tokenizer.from_file(str(path))
instance._build_vocab_cache()
instance.vocab_size = len(instance._vocab)
logger.info(
"BBPE tokenizer loaded: %s (vocab_size=%d)",
path, instance.vocab_size,
)
return instance
def _build_vocab_cache(self) -> None:
"""Constrói caches internos de vocab/id_to_token."""
if self._tokenizer is None:
return
self._vocab = self._tokenizer.get_vocab()
self._id_to_token = {v: k for k, v in self._vocab.items()}
# ------------------------------------------------------------------
# Encode / Decode
# ------------------------------------------------------------------
def encode(
self,
text: str,
add_special_tokens: bool = False,
max_length: Optional[int] = None,
truncation: bool = True,
) -> List[int]:
"""Codifica um texto em IDs de tokens.
Args:
text: string de entrada
add_special_tokens: adicionar <s>...</s>
max_length: truncar para este tamanho (após special tokens)
truncation: se False e max_length excedido, raise em vez de truncar
"""
if self._tokenizer is None:
raise RuntimeError("Tokenizer não carregado.")
enc = self._tokenizer.encode(text, add_special_tokens=add_special_tokens)
ids = enc.ids
if max_length is not None:
if len(ids) > max_length:
if not truncation:
raise ValueError(
f"Input too long: {len(ids)} > {max_length} and truncation=False"
)
if add_special_tokens:
ids = ids[:max_length - 1] + [EOS_ID] if max_length >= 1 else [EOS_ID]
else:
ids = ids[:max_length]
return ids
def encode_batch(
self,
texts: List[str],
add_special_tokens: bool = False,
max_length: Optional[int] = None,
) -> List[List[int]]:
"""Codifica um batch de textos (sequencial)."""
return [self.encode(t, add_special_tokens, max_length) for t in texts]
def encode_batch_parallel(
self,
texts: List[str],
add_special_tokens: bool = False,
max_length: Optional[int] = None,
max_workers: Optional[int] = None,
) -> List[List[int]]:
"""Codifica um batch de textos em paralelo (ThreadPoolExecutor).
A codificação é embaraçosamente paralelizável: cada texto é codificado
independentemente. Usa threads (não processos) porque o tokenizers
library libera o GIL durante a codificação C++.
Args:
texts: lista de strings
add_special_tokens: adicionar <s>...</s>
max_length: truncar para este tamanho
max_workers: número de threads (default: min(32, len(texts)))
Returns:
Lista de listas de IDs.
"""
if not texts:
return []
workers = max_workers or min(32, max(1, len(texts)))
with ThreadPoolExecutor(max_workers=workers) as executor:
results = list(executor.map(
lambda t: self.encode(t, add_special_tokens, max_length),
texts,
))
return results
def decode(
self,
ids: List[int],
skip_special_tokens: bool = True,
) -> str:
"""Decodifica IDs de volta para texto."""
if self._tokenizer is None:
raise RuntimeError("Tokenizer não carregado.")
return self._tokenizer.decode(ids, skip_special_tokens=skip_special_tokens)
def decode_batch(
self,
ids_list: List[List[int]],
skip_special_tokens: bool = True,
) -> List[str]:
"""Decodifica um batch de listas de IDs."""
return [self.decode(ids, skip_special_tokens) for ids in ids_list]
# ------------------------------------------------------------------
# PyTorch integration
# ------------------------------------------------------------------
def encode_tensor(
self,
texts: List[str],
max_length: int,
pad_to_max_length: bool = True,
add_special_tokens: bool = False,
):
"""Codifica textos para tensor PyTorch (B, T) com padding.
Returns:
input_ids: LongTensor (B, T)
attention_mask: LongTensor (B, T) — 1 para tokens reais, 0 para pad
"""
import torch
batch_ids = [
self.encode(t, add_special_tokens=add_special_tokens, max_length=max_length)
for t in texts
]
if pad_to_max_length:
padded = []
masks = []
for ids in batch_ids:
if len(ids) >= max_length:
padded.append(ids[:max_length])
masks.append([1] * max_length)
else:
pad_len = max_length - len(ids)
padded.append(ids + [PAD_ID] * pad_len)
masks.append([1] * len(ids) + [0] * pad_len)
input_ids = torch.tensor(padded, dtype=torch.long)
attention_mask = torch.tensor(masks, dtype=torch.long)
else:
input_ids = [torch.tensor(ids, dtype=torch.long) for ids in batch_ids]
attention_mask = [torch.ones(len(ids), dtype=torch.long) for ids in batch_ids]
return input_ids, attention_mask
# ------------------------------------------------------------------
# Properties
# ------------------------------------------------------------------
@property
def vocab(self) -> Dict[str, int]:
if self._vocab is None:
self._build_vocab_cache()
return self._vocab or {}
@property
def id_to_token(self) -> Dict[int, str]:
if self._id_to_token is None:
self._build_vocab_cache()
return self._id_to_token or {}
@property
def actual_vocab_size(self) -> int:
"""Tamanho real do vocabulário carregado/treinado."""
return len(self.vocab)
@property
def merges(self) -> List[Tuple[str, str, str]]:
"""Lista de merges aprendidos (para inspeção)."""
return self._merges
def __len__(self) -> int:
return self.actual_vocab_size
# ------------------------------------------------------------------
# Validation
# ------------------------------------------------------------------
def validate_roundtrip(self, test_texts: List[str]) -> Dict[str, Any]:
"""Valida que encode→decode preserva o texto (Teorema 20).
Returns:
Dict com: success_rate, avg_compression, failed_examples
"""
results = {
"success_rate": 0.0,
"avg_compression": 0.0,
"avg_tokens_per_text": 0.0,
"total_texts": len(test_texts),
"failed_examples": [],
}
if not test_texts:
return results
successes = 0
total_compression = 0.0
total_tokens = 0
for text in test_texts:
try:
ids = self.encode(text, add_special_tokens=False)
decoded = self.decode(ids, skip_special_tokens=True)
expected = text
got = decoded
if expected == got:
successes += 1
else:
if self.add_prefix_space and got.startswith(" "):
got = got[1:]
if expected == got:
successes += 1
else:
results["failed_examples"].append({
"input": text[:100],
"decoded": decoded[:100],
"ids_count": len(ids),
})
n_bytes = len(text.encode("utf-8"))
n_tokens = len(ids)
if n_tokens > 0:
total_compression += n_bytes / n_tokens
total_tokens += n_tokens
except Exception as e:
results["failed_examples"].append({
"input": text[:100],
"error": str(e),
})
results["success_rate"] = successes / len(test_texts)
results["avg_compression"] = total_compression / max(successes, 1)
results["avg_tokens_per_text"] = total_tokens / max(successes, 1)
return results
# ---------------------------------------------------------------------------
# Byte-level alphabet (for BBPE initial alphabet) — compatibilidade
# ---------------------------------------------------------------------------
class ByteLevel:
"""Wrapper para o alfabeto byte-level (256 bytes)."""
@staticmethod
def alphabet() -> List[str]:
"""Retorna os 256 caracteres byte-level (Ġ-style do GPT-2)."""
return list(ALPHABET)
# ---------------------------------------------------------------------------
# Convenience factory
# ---------------------------------------------------------------------------
def create_or_load_tokenizer(
path: Union[str, Path],
text_iterator: Optional[Iterator[str]] = None,
vocab_size: int = DEFAULT_VOCAB_SIZE,
min_frequency: int = 2,
num_workers: int = 4,
) -> BBPETokenizer:
"""Carrega um tokenizer existente ou treina um novo (paralelo).
Args:
path: caminho do arquivo JSON
text_iterator: iterador de textos para treinar (se arquivo não existe)
vocab_size: tamanho do vocabulário (default 16.384)
min_frequency: frequência mínima para merges
num_workers: número de processos paralelos no treino
Returns:
BBPETokenizer carregado/treinado
"""
path = Path(path)
if path.exists():
logger.info("Loading existing BBPE tokenizer: %s", path)
return BBPETokenizer.load(path)
if text_iterator is None:
raise ValueError(
f"Tokenizer file {path} does not exist and no text_iterator provided"
)
logger.info("Training new BBPE tokenizer (parallel): %s", path)
tok = BBPETokenizer(vocab_size=vocab_size, num_workers=num_workers)
tok.train_parallel_from_stream(
text_iterator,
save_path=path,
min_frequency=min_frequency,
num_workers=num_workers,
)
return tok
__all__ = [
"BBPETokenizer",
"ByteLevel",
"create_or_load_tokenizer",
"BOS_TOKEN",
"PAD_TOKEN",
"EOS_TOKEN",
"UNK_TOKEN",
"BOS_ID",
"PAD_ID",
"EOS_ID",
"UNK_ID",
"SPECIAL_TOKENS",
"DEFAULT_VOCAB_SIZE",
"ALPHABET",
"BYTE_TO_SYMBOL",
"SYMBOL_TO_BYTE",
"bytes_to_unicode",
"distribute_texts",
"pre_tokenize_shard",
"count_pairs_in_shard",
"apply_merge_in_shard",
"build_bpe_from_merges",
]
|