聊天模型的模板
介绍
LLM 的一个常见应用场景是聊天。在聊天上下文中，不再是连续的文本字符串构成的语句（不同于标准的语言模型）， 聊天模型由一条或多条消息组成的对话组成，每条消息都有一个“用户”或“助手”等 角色，还包括消息文本。
与Tokenizer类似，不同的模型对聊天的输入格式要求也不同。这就是我们添加聊天模板作为一个功能的原因。
聊天模板是Tokenizer的一部分。用来把问答的对话内容转换为模型的输入prompt。
让我们通过一个快速的示例来具体说明，使用BlenderBot模型。
BlenderBot有一个非常简单的默认模板，主要是在对话轮之间添加空格：
>>> from transformers import AutoTokenizer
>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("facebook/blenderbot-400M-distill")
>>> chat = [
... {"role": "user", "content": "Hello, how are you?"},
... {"role": "assistant", "content": "I'm doing great. How can I help you today?"},
... {"role": "user", "content": "I'd like to show off how chat templating works!"},
... ]
>>> tokenizer.apply_chat_template(chat, tokenize=False)
" Hello, how are you? I'm doing great. How can I help you today? I'd like to show off how chat templating works!</s>"注意，整个聊天对话内容被压缩成了一整个字符串。如果我们使用默认设置的tokenize=True，那么该字符串也将被tokenized处理。
不过，为了看到更复杂的模板实际运行，让我们使用mistralai/Mistral-7B-Instruct-v0.1模型。
>>> from transformers import AutoTokenizer
>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("mistralai/Mistral-7B-Instruct-v0.1")
>>> chat = [
... {"role": "user", "content": "Hello, how are you?"},
... {"role": "assistant", "content": "I'm doing great. How can I help you today?"},
... {"role": "user", "content": "I'd like to show off how chat templating works!"},
... ]
>>> tokenizer.apply_chat_template(chat, tokenize=False)
"<s>[INST] Hello, how are you? [/INST]I'm doing great. How can I help you today?</s> [INST] I'd like to show off how chat templating works! [/INST]"可以看到，这一次tokenizer已经添加了[INST]和[/INST]来表示用户消息的开始和结束。 Mistral-instruct是有使用这些token进行训练的，但BlenderBot没有。
我如何使用聊天模板？
正如您在上面的示例中所看到的，聊天模板非常容易使用。只需构建一系列带有role和content键的消息，
然后将其传递给apply_chat_template()方法。
另外，在将聊天模板用作模型预测的输入时，还建议使用add_generation_prompt=True来添加generation prompt。
这是一个准备model.generate()的示例，使用Zephyr模型：
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
checkpoint = "HuggingFaceH4/zephyr-7b-beta"
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(checkpoint)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(checkpoint) # You may want to use bfloat16 and/or move to GPU here
messages = [
{
"role": "system",
"content": "You are a friendly chatbot who always responds in the style of a pirate",
},
{"role": "user", "content": "How many helicopters can a human eat in one sitting?"},
]
tokenized_chat = tokenizer.apply_chat_template(messages, tokenize=True, add_generation_prompt=True, return_tensors="pt")
print(tokenizer.decode(tokenized_chat[0]))这将生成Zephyr期望的输入格式的字符串。它看起来像这样：
<|system|> You are a friendly chatbot who always responds in the style of a pirate</s> <|user|> How many helicopters can a human eat in one sitting?</s> <|assistant|>
现在我们已经按照Zephyr的要求传入prompt了，我们可以使用模型来生成对用户问题的回复：
outputs = model.generate(tokenized_chat, max_new_tokens=128)
print(tokenizer.decode(outputs[0]))输出结果是：
<|system|> You are a friendly chatbot who always responds in the style of a pirate</s> <|user|> How many helicopters can a human eat in one sitting?</s> <|assistant|> Matey, I'm afraid I must inform ye that humans cannot eat helicopters. Helicopters are not food, they are flying machines. Food is meant to be eaten, like a hearty plate o' grog, a savory bowl o' stew, or a delicious loaf o' bread. But helicopters, they be for transportin' and movin' around, not for eatin'. So, I'd say none, me hearties. None at all.
啊，原来这么容易！
有自动化的聊天 pipeline 吗？
有的，TextGenerationPipeline。这个pipeline的设计是为了方便使用聊天模型。让我们再试一次 Zephyr 的例子，但这次使用pipeline：
from transformers import pipeline
pipe = pipeline("text-generation", "HuggingFaceH4/zephyr-7b-beta")
messages = [
{
"role": "system",
"content": "You are a friendly chatbot who always responds in the style of a pirate",
},
{"role": "user", "content": "How many helicopters can a human eat in one sitting?"},
]
print(pipe(messages, max_new_tokens=256)['generated_text'][-1]){'role': 'assistant', 'content': "Matey, I'm afraid I must inform ye that humans cannot eat helicopters. Helicopters are not food, they are flying machines. Food is meant to be eaten, like a hearty plate o' grog, a savory bowl o' stew, or a delicious loaf o' bread. But helicopters, they be for transportin' and movin' around, not for eatin'. So, I'd say none, me hearties. None at all."}TextGenerationPipeline将负责处理所有的tokenized并调用apply_chat_template，一旦模型有了聊天模板，您只需要初始化pipeline并传递消息列表！
什么是”generation prompts”?
您可能已经注意到apply_chat_template方法有一个add_generation_prompt参数。
这个参数告诉模板添加模型开始答复的标记。例如，考虑以下对话：
messages = [
{"role": "user", "content": "Hi there!"},
{"role": "assistant", "content": "Nice to meet you!"},
{"role": "user", "content": "Can I ask a question?"}
]这是add_generation_prompt=False的结果，使用ChatML模板：
tokenizer.apply_chat_template(messages, tokenize=False, add_generation_prompt=False)
"""<|im_start|>user
Hi there!<|im_end|>
<|im_start|>assistant
Nice to meet you!<|im_end|>
<|im_start|>user
Can I ask a question?<|im_end|>
"""下面这是add_generation_prompt=True的结果：
tokenizer.apply_chat_template(messages, tokenize=False, add_generation_prompt=True)
"""<|im_start|>user
Hi there!<|im_end|>
<|im_start|>assistant
Nice to meet you!<|im_end|>
<|im_start|>user
Can I ask a question?<|im_end|>
<|im_start|>assistant
"""这一次我们添加了模型开始答复的标记。这可以确保模型生成文本时只会给出答复，而不会做出意外的行为，比如继续用户的消息。 记住，聊天模型只是语言模型，它们被训练来继续文本，而聊天对它们来说只是一种特殊的文本！ 你需要用适当的控制标记来引导它们，让它们知道自己应该做什么。
并非所有模型都需要生成提示。一些模型，如BlenderBot和LLaMA，在模型回复之前没有任何特殊标记。
在这些情况下，add_generation_prompt参数将不起作用。add_generation_prompt参数取决于你所使用的模板。
我可以在训练中使用聊天模板吗？
可以！我们建议您将聊天模板应用为数据集的预处理步骤。之后，您可以像进行任何其他语言模型训练任务一样继续。
在训练时，通常应该设置add_generation_prompt=False，因为添加的助手标记在训练过程中并不会有帮助。
让我们看一个例子：
from transformers import AutoTokenizer
from datasets import Dataset
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("HuggingFaceH4/zephyr-7b-beta")
chat1 = [
{"role": "user", "content": "Which is bigger, the moon or the sun?"},
{"role": "assistant", "content": "The sun."}
]
chat2 = [
{"role": "user", "content": "Which is bigger, a virus or a bacterium?"},
{"role": "assistant", "content": "A bacterium."}
]
dataset = Dataset.from_dict({"chat": [chat1, chat2]})
dataset = dataset.map(lambda x: {"formatted_chat": tokenizer.apply_chat_template(x["chat"], tokenize=False, add_generation_prompt=False)})
print(dataset['formatted_chat'][0])结果是：
<|user|> Which is bigger, the moon or the sun?</s> <|assistant|> The sun.</s>
这样，后面你可以使用formatted_chat列，跟标准语言建模任务中一样训练即可。
高级：聊天模板是如何工作的？
模型的聊天模板存储在tokenizer.chat_template属性上。如果没有设置，则将使用该模型的默认模板。
让我们来看看BlenderBot的模板：
>>> from transformers import AutoTokenizer
>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("facebook/blenderbot-400M-distill")
>>> tokenizer.chat_template
"{% for message in messages %}{% if message['role'] == 'user' %}{{ ' ' }}{% endif %}{{ message['content'] }}{% if not loop.last %}{{ ' ' }}{% endif %}{% endfor %}{{ eos_token }}"这看着有点复杂。让我们添加一些换行和缩进，使其更易读。
请注意，默认情况下忽略每个块后的第一个换行以及块之前的任何前导空格，
使用Jinja的trim_blocks和lstrip_blocks标签。
这里，请注意空格的使用。我们强烈建议您仔细检查模板是否打印了多余的空格！
{% for message in messages %}
{% if message['role'] == 'user' %}
{{ ' ' }}
{% endif %}
{{ message['content'] }}
{% if not loop.last %}
{{ ' ' }}
{% endif %}
{% endfor %}
{{ eos_token }}如果你之前不了解Jinja template。 Jinja是一种模板语言，允许你编写简单的代码来生成文本。 在许多方面，代码和语法类似于Python。在纯Python中，这个模板看起来会像这样：
for idx, message in enumerate(messages):
if message['role'] == 'user':
print(' ')
print(message['content'])
if not idx == len(messages) - 1: # Check for the last message in the conversation
print(' ')
print(eos_token)这里使用Jinja模板处理如下三步：
- 对于每条消息，如果消息是用户消息，则在其前面添加一个空格，否则不打印任何内容
- 添加消息内容
- 如果消息不是最后一条，请在其后添加两个空格。在最后一条消息之后，打印
EOS。
这是一个简单的模板，它不添加任何控制tokens，也不支持system消息（常用于指导模型在后续对话中如何表现）。
但 Jinja 给了你很大的灵活性来做这些事情！让我们看一个 Jinja 模板，
它可以实现类似于LLaMA的prompt输入（请注意，真正的LLaMA模板包括system消息，请不要在实际代码中使用这个简单模板！）
{% for message in messages %}
{% if message['role'] == 'user' %}
{{ bos_token + '[INST] ' + message['content'] + ' [/INST]' }}
{% elif message['role'] == 'system' %}
{{ '<<SYS>>\\n' + message['content'] + '\\n<</SYS>>\\n\\n' }}
{% elif message['role'] == 'assistant' %}
{{ ' ' + message['content'] + ' ' + eos_token }}
{% endif %}
{% endfor %}这里稍微看一下，就能明白这个模板的作用：它根据每条消息的“角色”添加对应的消息。
user、assistant、system的消息需要分别处理，因为它们代表不同的角色输入。
高级：编辑聊天模板
如何创建聊天模板？
很简单，你只需编写一个jinja模板并设置tokenizer.chat_template。你也可以从一个现有模板开始，只需要简单编辑便可以！
例如，我们可以采用上面的LLaMA模板，并在助手消息中添加”[ASST]“和”[/ASST]“：
{% for message in messages %}
{% if message['role'] == 'user' %}
{{ bos_token + '[INST] ' + message['content'].strip() + ' [/INST]' }}
{% elif message['role'] == 'system' %}
{{ '<<SYS>>\\n' + message['content'].strip() + '\\n<</SYS>>\\n\\n' }}
{% elif message['role'] == 'assistant' %}
{{ '[ASST] ' + message['content'] + ' [/ASST]' + eos_token }}
{% endif %}
{% endfor %}现在，只需设置tokenizer.chat_template属性。下次使用apply_chat_template()时，它将使用您的新模板！
此属性将保存在tokenizer_config.json文件中，因此您可以使用push_to_hub()将新模板上传到 Hub，
这样每个人都可以使用你模型的模板！
template = tokenizer.chat_template
template = template.replace("SYS", "SYSTEM") # Change the system token
tokenizer.chat_template = template # Set the new template
tokenizer.push_to_hub("model_name") # Upload your new template to the Hub!由于apply_chat_template()方法是由TextGenerationPipeline类调用， 因此一旦你设置了聊天模板，您的模型将自动与TextGenerationPipeline兼容。
“默认”模板是什么？
在引入聊天模板（chat_template）之前，聊天prompt是在模型中通过硬编码处理的。为了向前兼容，我们保留了这种硬编码处理聊天prompt的方法。
如果一个模型没有设置聊天模板，但其模型有默认模板，TextGenerationPipeline类和apply_chat_template等方法将使用该模型的聊天模板。
您可以通过检查tokenizer.default_chat_template属性来查找tokenizer的默认模板。
这是我们纯粹为了向前兼容性而做的事情，以避免破坏任何现有的工作流程。即使默认的聊天模板适用于您的模型，
我们强烈建议通过显式设置chat_template属性来覆盖默认模板，以便向用户清楚地表明您的模型已经正确的配置了聊天模板，
并且为了未来防范默认模板被修改或弃用的情况。
我应该使用哪个模板？
在为已经训练过的聊天模型设置模板时，您应确保模板与模型在训练期间看到的消息格式完全匹配，否则可能会导致性能下降。
即使您继续对模型进行训练，也应保持聊天模板不变，这样可能会获得最佳性能。
这与tokenization非常类似，在推断时，你选用跟训练时一样的tokenization，通常会获得最佳性能。
如果您从头开始训练模型，或者在微调基础语言模型进行聊天时，您有很大的自由选择适当的模板！
LLMs足够聪明，可以学会处理许多不同的输入格式。我们为没有特定类别模板的模型提供一个默认模板，该模板遵循
ChatML format格式要求，对于许多用例来说，
这是一个很好的、灵活的选择。
默认模板看起来像这样：
{% for message in messages %}
{{'<|im_start|>' + message['role'] + '\n' + message['content'] + '<|im_end|>' + '\n'}}
{% endfor %}如果您喜欢这个模板，下面是一行代码的模板形式，它可以直接复制到您的代码中。这一行代码还包括了[generation prompts](#什么是”generation prompts”?)，
但请注意它不会添加BOS或EOStoken。
如果您的模型需要这些token，它们不会被apply_chat_template自动添加，换句话说，文本的默认处理参数是add_special_tokens=False。
这是为了避免模板和add_special_tokens逻辑产生冲突，如果您的模型需要特殊tokens，请确保将它们添加到模板中！
tokenizer.chat_template = "{% if not add_generation_prompt is defined %}{% set add_generation_prompt = false %}{% endif %}{% for message in messages %}{{'<|im_start|>' + message['role'] + '\n' + message['content'] + '<|im_end|>' + '\n'}}{% endfor %}{% if add_generation_prompt %}{{ '<|im_start|>assistant\n' }}{% endif %}"该模板将每条消息包装在<|im_start|>和<|im_end|>tokens里面，并将角色简单地写为字符串，这样可以灵活地训练角色。输出如下：
<|im_start|>system You are a helpful chatbot that will do its best not to say anything so stupid that people tweet about it.<|im_end|> <|im_start|>user How are you?<|im_end|> <|im_start|>assistant I'm doing great!<|im_end|>
user，system和assistant是对话助手模型的标准角色，如果您的模型要与TextGenerationPipeline兼容，我们建议你使用这些角色。
但您可以不局限于这些角色，模板非常灵活，任何字符串都可以成为角色。
如何添加聊天模板？
如果您有任何聊天模型，您应该设置它们的tokenizer.chat_template属性，并使用apply_chat_template()测试，
然后将更新后的tokenizer推送到 Hub。
即使您不是模型所有者，如果您正在使用一个空的聊天模板或者仍在使用默认的聊天模板，
请发起一个pull request，以便正确设置该属性！
一旦属性设置完成，就完成了！tokenizer.apply_chat_template现在将在该模型中正常工作，
这意味着它也会自动支持在诸如TextGenerationPipeline的地方！
通过确保模型具有这一属性，我们可以确保整个社区都能充分利用开源模型的全部功能。 格式不匹配已经困扰这个领域并悄悄地损害了性能太久了，是时候结束它们了！
高级：模板写作技巧
如果你对Jinja不熟悉，我们通常发现编写聊天模板的最简单方法是先编写一个简短的Python脚本，按照你想要的方式格式化消息，然后将该脚本转换为模板。
请记住，模板处理程序将接收对话历史作为名为messages的变量。每条message都是一个带有两个键role和content的字典。
您可以在模板中像在Python中一样访问messages，这意味着您可以使用{% for message in messages %}进行循环，
或者例如使用{{ messages[0] }}访问单个消息。
您也可以使用以下提示将您的代码转换为Jinja：
For循环
在Jinja中，for循环看起来像这样：
{% for message in messages %}
{{ message['content'] }}
{% endfor %}请注意，{{ expression block }}中的内容将被打印到输出。您可以在表达式块中使用像+这样的运算符来组合字符串。
If语句
Jinja中的if语句如下所示：
{% if message['role'] == 'user' %}
{{ message['content'] }}
{% endif %}注意Jinja使用{% endfor %}和{% endif %}来表示for和if的结束。
特殊变量
在您的模板中，您将可以访问messages列表，但您还可以访问其他几个特殊变量。
这些包括特殊token，如bos_token和eos_token，以及我们上面讨论过的add_generation_prompt变量。
您还可以使用loop变量来访问有关当前循环迭代的信息，例如使用{% if loop.last %}来检查当前消息是否是对话中的最后一条消息。
以下是一个示例，如果add_generation_prompt=True需要在对话结束时添加generate_prompt：
{% if loop.last and add_generation_prompt %}
{{ bos_token + 'Assistant:\n' }}
{% endif %}空格的注意事项
我们已经尽可能尝试让Jinja忽略除{{ expressions }}之外的空格。
然而，请注意Jinja是一个通用的模板引擎，它可能会将同一行文本块之间的空格视为重要，并将其打印到输出中。
我们强烈建议在上传模板之前检查一下，确保模板没有在不应该的地方打印额外的空格！