StarCoder2-Instruct：完全透明且许可的自对齐代码生成

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关于

我们介绍了 StarCoder2-15B-Instruct-v0.1，这是第一个完全自对齐的代码大语言模型（LLM），通过完全许可和透明的管道进行训练。我们的开源管道使用 StarCoder2-15B 生成数千对指令-响应对，这些对用于微调 StarCoder-15B 本身，而不需要人类注释或来自巨大的专有 LLM 的提取数据。

模型: bigcode/starcoder2-15b-instruct-v0.1
代码: bigcode-project/starcoder2-self-align
数据集: bigcode/self-oss-instruct-sc2-exec-filter-50k
作者: Yuxiang Wei, Federico Cassano, Jiawei Liu, Yifeng Ding, Naman Jain, Harm de Vries, Leandro von Werra, Arjun Guha, Lingming Zhang.

self-alignment pipeline

快速开始

以下是使用 transformers 库快速入门 StarCoder2-15B-Instruct-v0.1 的示例：

import transformers
import torch

pipeline = transformers.pipeline(
    model="bigcode/starcoder2-15b-instruct-v0.1",
    task="text-generation",
    torch_dtype=torch.bfloat16,
    device_map="auto",
)

def respond(instruction: str, response_prefix: str) -> str:
    messages = [{"role": "user", "content": instruction}]
    prompt = pipeline.tokenizer.apply_chat_template(messages, tokenize=False)
    prompt += response_prefix

    teminators = [
        pipeline.tokenizer.eos_token_id,
        pipeline.tokenizer.convert_tokens_to_ids("###"),
    ]

    result = pipeline(
        prompt,
        max_length=256,
        num_return_sequences=1,
        do_sample=False,
        eos_token_id=teminators,
        pad_token_id=pipeline.tokenizer.eos_token_id,
        truncation=True,
    )
    response = response_prefix + result[0]["generated_text"][len(prompt) :].split("###")[0].rstrip()
    return response


instruction = "Write a quicksort function in Python with type hints and a 'less_than' parameter for custom sorting criteria."
response_prefix = ""

print(respond(instruction, response_prefix))

数据生成管道

运行 pip install -e . 首先在本地安装这个包。查看 seed_gathering 了解我们如何收集种子数据的详细信息。

我们使用 vLLM 的 OpenAI 兼容服务器进行数据生成。因此，在运行以下命令之前，请确保 vLLM 服务器正在运行，并设置相关的 openai 环境变量。

例如，您可以使用 docker 启动 vLLM 服务器：

docker run --gpus '"device=0"' \
    -v $HF_HOME:/root/.cache/huggingface \                            
    -p 10000:8000 \
    --ipc=host \
    vllm/vllm-openai:v0.3.3 \
    --model bigcode/starcoder2-15b \
    --tensor-parallel-size 1 --dtype bfloat16

然后设置环境变量如下：

export OPENAI_API_KEY="EMPTY"
export OPENAI_BASE_URL="http://localhost:10000/v1/"

从片段到概念生成

python src/star_align/self_ossinstruct.py \
    --instruct_mode "S->C" \
    --seed_data_files /path/to/seeds.jsonl \
    --max_new_data 50000 \
    --tag concept_gen \
    --temperature 0.7 \
    --seed_code_start_index 0 \
    --model bigcode/starcoder2-15b \
    --num_fewshots 8 \
    --num_batched_requests 32 \
    --num_sample_per_request 1

从概念到指令生成

python src/star_align/self_ossinstruct.py \
    --instruct_mode "C->I" \
    --seed_data_files /path/to/concepts.jsonl \
    --max_new_data 50000 \
    --tag instruction_gen \
    --temperature 0.7 \
    --seed_code_start_index 0 \
    --model bigcode/starcoder2-15b \
    --num_fewshots 8 \
    --num_sample_per_request 1 \
    --num_batched_request 32

从指令到响应（带自验证代码）生成

python src/star_align/self_ossinstruct.py \
    --instruct_mode "I->R" \
    --seed_data_files path/to/instructions.jsonl  \
    --max_new_data 50000 \
    --tag response_gen \
    --seed_code_start_index 0 \
    --model bigcode/starcoder2-15b \
    --num_fewshots 1 \
    --num_batched_request 8 \
    --num_sample_per_request 10 \
    --temperature 0.7

执行筛选

警告： 尽管我们实现了可靠性保护，还是强烈建议在沙箱环境中运行执行。以下命令默认不提供沙箱功能。

python src/star_align/execution_filter.py --response_path /path/to/response.jsonl --result_path /path/to/filtered.jsonl
# 当前实现可能导致死锁。
# 如果遇到死锁，手动执行 `ps -ef | grep execution_filter` 然后杀死卡住的进程。
# 请注意，filtered.jsonl 可能包含多个相同指令的通过样本，需要进一步选择。

要使用 Docker 容器执行代码，您首先需要 git submodule update --init --recursive 克隆服务器，然后运行：

pushd ./src/star_align/code_exec_server
./build_and_run.sh
popd
python src/star_align/execution_filter.py --response_path /path/to/response.jsonl --result_path /path/to/filtered.jsonl --container_server http://127.0.0.1:8000

数据清理和选择

RAW=1 python src/star_align/sanitize_data.py /path/to/filtered.jsonl /path/to/sanitized.jsonl
python src/star_align/clean_data.py --data_files /path/to/sanitized.jsonl --output_file /path/to/sanitized.jsonl --diversify_func_names
SMART=1 python src/star_align/sanitize_data.py /path/to/sanitized.jsonl /path/to/sanitized.jsonl

训练细节

运行 pip install -e . 首先安装这个包。并安装 Flash Attention 以加速训练。

超参数

优化器: Adafactor
学习率: 1e-5
周期: 4
批次大小: 64
预热比: 0.05
调度器: 线性
序列长度: 1280
丢弃率：未应用

硬件

1 x NVIDIA A100 80GB。是的，只需要一个 A100 就能微调 StarCoder2-15B！

脚本

以下脚本从基础 StarCoder2-15B 模型微调 StarCoder2-15B-Instruct-v0.1。/path/to/dataset.jsonl 是我们生成的 50k 数据集的 JSONL 格式。您可以将数据集转储为 JSONL 以适合训练脚本。

点击查看训练脚本

注意：StarCoder2-15B 默认设置丢弃率值为 0.1。我们在微调中没有应用丢弃，因此设置为 0.0。

MODEL_KEY=bigcode/starcoder2-15b
LR=1e-5
EPOCH=4
SEQ_LEN=1280
WARMUP_RATIO=0.05
OUTPUT_DIR=/path/to/output_model
DATASET_FILE=/path/to/50k-dataset.jsonl
accelerate launch -m star_align.train \
    --model_key $MODEL_KEY \
    --model_name_or_path $MODEL_KEY \
    --use_flash_attention True \
    --datafile_paths $DATASET_FILE \
    --output_dir $OUTPUT_DIR \
    --bf16 True \
    --num_train_epochs $EPOCH \
    --max_training_seq_length $SEQ_LEN \
    --pad_to_max_length False \
    --per_device_train_batch_size 1 \
    --gradient_accumulation_steps 64 \
    --group_by_length False \
    --ddp_find_unused_parameters False \
    --logging_steps 1 \
    --log_level info \
    --optim adafactor \
    --max_grad_norm -1 \
    --warmup_ratio $WARMUP_RATIO \
    --learning_rate $LR \
    --lr_scheduler_type linear \
    --attention_dropout 0.0 \
    --residual_dropout 0.0 \
    --embedding_dropout 0.0

EvalPlus、LiveCodeBench 和 DS-1000 上的评估

查看评估了解更多细节。

EvalPlus

LiveCodeBench and DS-1000

偏见、风险和限制

StarCoder2-15B-Instruct-v0.1 主要针对 Python 代码生成任务进行了微调，这些任务可以通过执行来验证，这可能导致某些偏见和限制。例如，模型可能不会严格遵守指令中规定的输出格式。在这些情况下，提供一个 响应前缀 或 一次示例 可以帮助引导模型的输出。此外，模型在其他编程语言和域外代码任务上可能存在局限性。

该模型还继承了其基础模型 StarCoder2-15B 的偏见、风险和限制。了解更多信息，请参阅 StarCoder2-15B 模型卡。