caffe.proto详解
来源:互联网 发布:网络惊魂 百度云 编辑:程序博客网 时间:2024/06/01 10:24
引言
要看caffe源码,我认为首先应该看的就是caffe.proto。
它位于…\src\caffe\proto目录下,在这个文件夹下还有一个.pb.cc和一个.pb.h文件,这两个文件都是由caffe.proto编译而来的。
在caffe.proto中定义了很多结构化数据,包括:
- BlobProto
- Datum
- FillerParameter
- NetParameter
- SolverParameter
- SolverState
- LayerParameter
- ConcatParameter
- ConvolutionParameter
- DataParameter
- DropoutParameter
- HDF5DataParameter
- HDF5OutputParameter
- ImageDataParameter
- InfogainLossParameter
- InnerProductParameter
- LRNParameter
- MemoryDataParameter
- PoolingParameter
- PowerParameter
- WindowDataParameter
- V0LayerParameter
正文
一、什么是protocol buffer
以下内容摘自:Google Protocol Buffer 的使用和原理
强烈推荐另外一篇极好的博文是:Protocol Buffer技术详解(C++实例)
简介
什么是 Google Protocol Buffer? 假如您在网上搜索,应该会得到类似这样的文字介绍:
Google Protocol Buffer( 简称 Protobuf) 是 Google 公司内部的混合语言数据标准,目前已经正在使用的有超过 48,162 种报文格式定义和超过 12,183 个 .proto 文件。他们用于 RPC 系统和持续数据存储系统。
Protocol Buffers 是一种轻便高效的结构化数据存储格式,可以用于结构化数据串行化,或者说序列化。它很适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。目前提供了 C++、Java、Python 三种语言的 API。
或许您和我一样,在第一次看完这些介绍后还是不明白 Protobuf 究竟是什么,那么我想一个简单的例子应该比较有助于理解它。
一个简单的例子
安装 Google Protocol Buffer
在网站 http://code.google.com/p/protobuf/downloads/list上可以下载 Protobuf 的源代码。然后解压编译安装便可以使用它了。
安装步骤如下所示:
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关于简单例子的描述
我打算使用 Protobuf 和 C++ 开发一个十分简单的例子程序。
该程序由两部分组成。第一部分被称为 Writer,第二部分叫做 Reader。
Writer 负责将一些结构化的数据写入一个磁盘文件,Reader 则负责从该磁盘文件中读取结构化数据并打印到屏幕上。
准备用于演示的结构化数据是 HelloWorld,它包含两个基本数据:
- ID,为一个整数类型的数据
- Str,这是一个字符串
书写 .proto 文件
首先我们需要编写一个 proto 文件,定义我们程序中需要处理的结构化数据,在 protobuf 的术语中,结构化数据被称为 Message。proto 文件非常类似 java 或者 C 语言的数据定义。代码清单 1 显示了例子应用中的 proto 文件内容。
清单 1. proto 文件
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一个比较好的习惯是认真对待 proto 文件的文件名。比如将命名规则定于 packageName.MessageName.proto
在上例中,package 名字叫做 lm,定义了一个消息 helloworld,该消息有三个成员,类型为 int32 的 id,另一个为类型为 string 的成员 str。opt 是一个可选的成员,即消息中可以不包含该成员。
编译 .proto 文件
写好 proto 文件之后就可以用 Protobuf 编译器将该文件编译成目标语言了。本例中我们将使用 C++。
假设您的 proto 文件存放在 $SRC_DIR 下面,您也想把生成的文件放在同一个目录下,则可以使用如下命令:
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命令将生成两个文件:
lm.helloworld.pb.h , 定义了 C++ 类的头文件
lm.helloworld.pb.cc , C++ 类的实现文件
在生成的头文件中,定义了一个 C++ 类 helloworld,后面的 Writer 和 Reader 将使用这个类来对消息进行操作。诸如对消息的成员进行赋值,将消息序列化等等都有相应的方法。
编写 writer 和 Reader
如前所述,Writer将把一个结构化数据写入磁盘,以便其他人来读取。假如我们不使用 Protobuf,其实也有许多的选择。一个可能的方法是将数据转换为字符串,然后将字符串写入磁盘。转换为字符串的方法可以使用sprintf(),这非常简单。数字123可以变成字符串“123”。
这样做似乎没有什么不妥,但是仔细考虑一下就会发现,这样的做法对写 Reader 的那个人的要求比较高,Reader 的作者必须了 Writer 的细节。比如”123”可以是单个数字 123,但也可以是三个数字 1,2 和 3,等等。这么说来,我们还必须让 Writer 定义一种分隔符一样的字符,以便 Reader 可以正确读取。但分隔符也许还会引起其他的什么问题。最后我们发现一个简单的 Helloworld 也需要写许多处理消息格式的代码。
如果使用 Protobuf,那么这些细节就可以不需要应用程序来考虑了。
使用 Protobuf,Writer 的工作很简单,需要处理的结构化数据由 .proto 文件描述,经过上一节中的编译过程后,该数据化结构对应了一个 C++ 的类,并定义在 lm.helloworld.pb.h 中。对于本例,类名为 lm::helloworld。
Writer 需要 include 该头文件,然后便可以使用这个类了。
现在,在 Writer 代码中,将要存入磁盘的结构化数据由一个 lm::helloworld 类的对象表示,它提供了一系列的 get/set 函数用来修改和读取结构化数据中的数据成员,或者叫 field。
当我们需要将该结构化数据保存到磁盘上时,类 lm::helloworld 已经提供相应的方法来把一个复杂的数据变成一个字节序列,我们可以将这个字节序列写入磁盘。
对于想要读取这个数据的程序来说,也只需要使用类 lm::helloworld 的相应反序列化方法来将这个字节序列重新转换会结构化数据。这同我们开始时那个“123”的想法类似,不过 Protobuf 想的远远比我们那个粗糙的字符串转换要全面,因此,我们不如放心将这类事情交给 Protobuf 吧。
程序清单 2 演示了 Writer 的主要代码,您一定会觉得很简单吧?
清单 2. Writer 的主要代码
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Msg1 是一个 helloworld 类的对象,set_id() 用来设置 id 的值。SerializeToOstream 将对象序列化后写入一个 fstream 流。
代码清单 3 列出了 reader 的主要代码。
清单 3. Reader
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同样,Reader 声明类 helloworld 的对象 msg1,然后利用 ParseFromIstream 从一个 fstream 流中读取信息并反序列化。此后,ListMsg 中采用 get 方法读取消息的内部信息,并进行打印输出操作。
运行结果
运行 Writer 和 Reader 的结果如下:
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Reader 读取文件 log 中的序列化信息并打印到屏幕上。本文中所有的例子代码都可以在附件中下载。您可以亲身体验一下。
这个例子本身并无意义,但只要您稍加修改就可以将它变成更加有用的程序。比如将磁盘替换为网络 socket,那么就可以实现基于网络的数据交换任务。而存储和交换正是 Protobuf 最有效的应用领域。
二、caffe.proto中的几个重要数据类型
看完了上面关于protocol buffer的介绍,大家应该可以知道其实caffe.pb.cc里面的东西都是从caffe.proto编译而来的,无非就是一些关于这些数据结构(类)的标准化操作,比如
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<0> BlobProto
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<1> Datum
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<2> LayerParameter
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<3> NetParameter
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<4> SolverParameter
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三、caffe.proto源码
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