如何看待MXNet在CVPR2017上公布的gluon接口？

MXNet 在 CVPR 2017 上公布的 Gluon 接口是一个非常重要且具有深远影响的事件。它标志着 MXNet 框架在易用性、灵活性和开发者体验方面迈出了关键一步，旨在解决当时深度学习框架普遍存在的“学习曲线陡峭”和“开发效率低下”的问题。

以下是对 MXNet Gluon 接口的详细解读：

1. Gluon 的核心理念：易用性与灵活性并存

Gluon 的设计初衷非常明确：让深度学习的开发和实验变得更加直观、高效，同时又不牺牲底层框架的灵活性和性能。 在此之前，许多深度学习框架要么过于底层，需要大量的手动操作和对计算图的理解；要么过于高级，但在模型定制和调试时表现出局限性。Gluon 试图在两者之间找到一个完美的平衡点。

2. Gluon 的主要特点和优势

命令式编程（Imperative Programming）：
核心优势： 这是 Gluon 最具革命性的特点之一。与许多当时流行的命令式框架（如 TensorFlow 的 Sessions）不同，Gluon 允许开发者以一种非常自然的、类似于 Python 的命令式风格编写代码。这意味着你可以直接在代码中执行操作，立即看到结果，而无需构建静态计算图，然后运行一个会话来执行它。
具体表现：
即时反馈与调试： 你可以像写普通 Python 代码一样逐行执行模型构建和训练过程，随时检查中间变量的值，使用标准的 Python 调试器（如 `pdb`）来定位问题。这极大地简化了模型的调试和迭代过程。
动态模型构建： 许多模型（特别是那些在推理过程中会根据输入动态调整结构的模型，例如某些注意力机制或 RNN 的变种）在命令式编程下会更加容易实现。
更自然的控制流： `if/else`、`for` 循环等 Python 的原生控制流在命令式编程中可以无缝集成到模型定义和训练逻辑中。
对比： 在命令式编程出现之前，许多框架采用声明式编程（如 TensorFlow 1.x 的静态图），这种方式在性能优化上可能更有优势，但开发者需要先定义整个计算图，然后才能执行，增加了理解和调试的难度。

符号式编程（Symbolic Programming）的集成：
核心优势： Gluon 并不是完全抛弃了符号式编程的优势。它提供了一个 混合模式，允许开发者在需要性能优化时，将命令式代码编译成高效的符号式图。
具体表现：
`autograd` 自动微分： Gluon 利用 MXNet 底层的 `autograd` 引擎来实现自动微分，这使得计算梯度的过程完全自动化，无需手动推导和实现反向传播。
`HybridBlock`： Gluon 引入了 `HybridBlock` 类，允许开发者将一个命令式定义的模型“混合”成一个符号式计算图。这通常发生在训练完成后，用于部署或进一步优化。一旦编译为符号图，它就可以享受符号式编程带来的性能优势，例如图优化、批量执行等。
跨平台部署： 编译后的符号图可以被导出为 MXNet 的模型格式（如 `.json` 和 `.params`），便于在各种环境中部署，包括服务器、移动设备等，而无需依赖 Python 环境。

模块化和面向对象的设计（`Block` 接口）：
核心优势： Gluon 将神经网络的各个组件（如卷积层、全连接层、激活函数等）封装成 `Block` 对象。这使得模型构建像搭积木一样直观和可重用。
具体表现：
高度可组合性： 用户可以轻松地组合不同的 `Block` 来构建复杂的神经网络。例如，你可以定义一个序列模型 `nn.Sequential()`，然后将各种层按顺序添加到其中。
层和模型的抽象： 无论是单个层还是整个模型，都可以被视为一个 `Block`。这提供了一个统一的接口，使得递归组合成为可能，从而可以构建任意深度的嵌套模型。
参数管理： `Block` 对象自动管理其内部的参数（权重和偏置），使得参数的初始化、访问和更新变得非常方便。
可重用性： 一旦定义好一个 `Block`，就可以在不同的模型中重复使用，大大提高了开发效率。

丰富的预定义模块和函数：
核心优势： Gluon 提供了一个庞大且不断增长的预定义模块库，涵盖了从基础层（如 `Dense`, `Conv2D`, `BatchNorm`）到复杂的结构（如 `LSTM`, `GRU`, `Transformer`）以及常见的激活函数（如 `ReLU`, `Sigmoid`）和损失函数（如 `SoftmaxCrossEntropy`）。
具体优势： 开发者无需从头开始实现这些基础组件，可以直接调用即可，极大地加速了原型设计和模型开发。

与 MXNet 底层集成，不牺牲性能：
核心优势： Gluon 的易用性并非以牺牲性能为代价。它构建在 MXNet 高效的 C++ 后端之上，可以利用 GPU 加速、多线程等 MXNet 固有的高性能特性。
具体表现：
通过 `HybridBlock` 编译，可以实现与纯符号式框架相当的性能。
MXNet 的内存管理和算子融合等优化技术也同样适用于 Gluon。

3. 为什么 Gluon 在 CVPR 2017 上发布如此重要？

降低了深度学习的门槛： 在 Gluon 出现之前，TensorFlow 和 PyTorch 的发展趋势已经显示出对命令式编程和易用性的需求。Gluon 的发布，为 MXNet 注入了强大的生命力，吸引了更多开发者使用 MXNet。
提供了“最佳的两者”： Gluon 成功地结合了命令式编程的易用性与声明式编程的性能潜力，成为当时一种非常具有吸引力的选择。
促进了学术研究和工业应用： 易于使用的工具能够加速研究人员的实验迭代，也使得开发者能够更快地将模型落地到实际应用中。
与 PyTorch 形成了有力竞争： PyTorch 在当时已经凭借其命令式编程和易用性赢得了大量用户。Gluon 的出现，为 MXNet 提供了一个直接的竞争对手，尤其是在学术界和需要快速原型设计的场景下。

4. 对 MXNet 生态系统的影响

社区活跃度的提升： 更易用的接口吸引了更多的开发者参与到 MXNet 的贡献和使用中，从而推动了社区的增长。
模型库的丰富： 随着更多开发者使用 Gluon，也诞生了更多基于 Gluon 实现的预训练模型和示例代码。
在特定领域的优势： Gluon 使得 MXNet 在需要灵活实验和快速迭代的场景下，如强化学习、生成对抗网络 (GAN) 的研究中，具有显著的优势。

5. 局限性与挑战（尽管 Gluon 非常出色）

生态系统成熟度： 尽管 Gluon 的出现极大地改善了 MXNet 的易用性，但与 TensorFlow 和 PyTorch 相比，其生态系统的成熟度（第三方库支持、社区资源、文档完备性等）在当时可能仍有一定差距。
学习曲线（相对）： 虽然比许多早期框架简单得多，但对于完全没有编程基础的用户来说，深度学习本身仍然有一定的学习曲线。

总结

MXNet 在 CVPR 2017 上公布的 Gluon 接口，是对当时深度学习框架格局的一次重要冲击。它通过引入强大的命令式编程能力，同时保留了符号式编程的性能优势，提供了一个极具吸引力的开发体验。Gluon 的出现极大地降低了深度学习的开发门槛，加速了模型的研究和应用，也为 MXNet 在日益激烈的深度学习框架竞争中赢得了一席之地。它证明了易用性、灵活性和高性能是可以兼得的，对后续深度学习框架的设计理念也产生了积极的影响。

网友意见

谢邀，之前在专栏发过介绍了，既然很多人关注这个问题就在这里再贴一遍吧。

转自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/28648399

经过3个月的开发，MXNet 0.11版发布啦！0.11是MXNet正式加入Apache以后的第一个版本，官方网站搬到了Apache的服务器（注意：要在最上方Version处选择master才能看到包含Gluon的最新文档）。

这次最大的改进是加入了动态图接口Gluon。Gluon学习了Keras，Chainer，和Pytorch的优点，并加以改进。接口更简单，且支持动态图（Imperative）编程。相比TF，Caffe2等静态图（Symbolic）框架更加灵活易用。同时Gluon还继承了MXNet速度快，省显存，并行效率高的优点，并支持静、动态图混用，比Pytorch更快。

同时为了彻底解决MXNet文档不全的弱点，我们还特地邀请了前CMU知名教授Alex Smola和即将出任CMU教授的小网红Zachary Lipton联手为Gluon打造文档！

接口更简洁

Gluon采用Keras和Numpy风格API，并且Layer可以自动判断输入长度。用过Chainer和Pytorch的人想必都体会过每一层都要记住前一层输出长度的麻烦，从卷积层到全联接层过度时长度计算更是痛苦，往往要运行一遍才知道。在Gluon里则没有这种问题，每层只要指定输出长度，输入长度则可以由系统自动计算。

速度更快

深度学习框架大体分为两类：以TensorFlow，caffe2为代表的静态图（Symbolic）框架和以Chainer，Pytorch为代表的动态图（Imperative）框架。静态图的优势在于速度快，省内存，便于线上部署。而动态图框架的优势是灵活，易用，debug方便，特别是在自然语言处理和增强学习等领域，比起静态图框架有显著优势。

Gluon同时支持灵活的动态图和高效的静态图，让你在享受动态编程的灵活易用的同时最小化性能的损失。而Gluon的HybridBlock和hybridize接口让你可以在静态动态间一键切换。0.11版Gluon比0.20版Pytorch快10%以上，在未来的一两个月我们会加入更多优化，再提高10%以上的性能。

即是文档，又是教材

深度学习的教材和样例虽多，但是教材往往重理论轻实践，而样例重实践却不系统。为了填补理论和实践之间的空白，并一举解决MXNet文档不全的弱项，我们特邀两位CMU教授Alex Smola和Zachary Lipton为Gluon撰写一部兼顾深度学习理论，动手编程，和实战应用的文档+教材。

Gluon教程包括深度学习理论讲解和代码实践。前五章每个例子都包括了两个版本。从零开始（from scratch）版本深入讲解所有细节，Gluon版本则着重演示高级封装的灵活高效。建议刚开始接触深度学习的同学从头开始顺序阅读，而已经有一定经验的同学可以跳过基础教程只看Gluon版。这套教程现在在Github上公开写作，共计划18章，已经完成了前五章。印刷出版和中文翻译也在计划中。我们保证每天更新，绝不弃坑，欢迎大家试读，也欢迎参与创作！

Gluon与其他框架的对比

Tensorflow：Gluon同时支持静态图和动态图，在灵活性和速度上都有优势。但由于Gluon刚刚面市，在成熟度和线上部署方便还有不足。总的来说在做深度学习研究的同学不妨一试。

Pytorch：Gluon与Pytorch的相似度很高，而Gluon独特的静、动态图混合功能可以在不牺牲灵活性的前提下提高性能。如果你喜欢pytorch的简单易用又在乎性能，那么强烈建议你试一试Gluon。

链接

Apache MXNet官方网站：https://mxnet.incubator.apache.org/

0.11 新特性：https://github.com/apache/incubator-mxnet/releases

安装指南：https://mxnet.incubator.apache.org/versions/master/get_started/install.html

Gluon教程：http://gluon.mxnet.io/

Gluon讲座PPT： https://github.com/zackchase/mxnet-slides/blob/master/kdd-mxnet-slides.pdf

Gluon深度学习样例：https://github.com/apache/incubator-mxnet/tree/master/example/gluon

PS：本文允许转载

类似的话题

• 

  如何看待MXNet在CVPR2017上公布的gluon接口？

  

  MXNet 在 CVPR 2017 上公布的 Gluon 接口是一个非常重要且具有深远影响的事件。它标志着 MXNet 框架在易用性、灵活性和开发者体验方面迈出了关键一步，旨在解决当时深度学习框架普遍存在的“学习曲线陡峭”和“开发效率低下”的问题。以下是对 MXNet Gluon 接口的详细解读： .............
• 

  如何看待MXNet获得amazon官方支持首位？

  

  MXNet获亚马逊官方加持：深度学习领域的格局重塑者？当宣布MXNet获得亚马逊官方全力支持的消息传来时，整个深度学习社区无疑被一股强大的能量席卷。这不仅仅是又一个框架的崛起，更像是一场正在发生的变革，预示着深度学习领域未来格局的深刻变化。亚马逊，这家以技术驱动、云计算巨头著称的公司，将宝压在了MX.............
• 

  如何看待网传北大文科博士在深圳大学任教经济困难，月薪 1-3 千，上网课要求学校发网络补助？

  

  关于网传“北大文科博士在深圳大学任教经济困难，月薪13千，上网课要求学校发网络补助”的信息，需从多个角度进行分析，结合中国高校薪酬体系、地区差异及政策背景，综合判断其真实性及合理性。 一、信息真实性分析1. 来源可信度 目前尚无权威媒体或深圳大学官方声明证实该传言。网络传言往往存在夸大或误传.............
• 

  如何看待乌克兰数学家康斯坦丁·奥尔梅佐夫自杀?

  

  关于乌克兰数学家康斯坦丁·奥尔梅佐夫（Konstantin Orelmazov）的自杀事件，目前公开的可靠信息较为有限，但结合俄乌冲突的背景和乌克兰学术界的现状，可以尝试从多个角度进行分析和探讨： 1. 事件背景的核实与可能性 身份确认：目前公开的资料中，尚未有明确的、权威的新闻来源（如BBC.............
• 

  如何看待美国太平洋司令部空军司令威尔斯巴赫称：美国f35战机近期在东海至少一次与歼20近距离接触？

  

  关于美国太平洋司令部空军司令威尔斯巴赫（James W. "Jim" Welsbach）提到的F35战机与歼20近距离接触的事件，目前公开信息中并无直接证据表明该言论来自美国官方渠道，因此需要从多个角度进行分析和澄清。 1. 事件背景与信息来源的可靠性 美国官方声明的缺失：截至2023年，美国.............
• 

  如何看待网传硅谷一男子在妻子患病期间相亲，妻子病逝后火速再婚，并独吞 200 万抚恤金？

  

  关于您提到的“硅谷男子在妻子患病期间相亲，妻子病逝后迅速再婚并独吞200万抚恤金”的事件，目前没有权威媒体或官方渠道发布过相关具体信息。因此，这一事件的真实性、细节和法律性质尚无法确认。以下从法律、道德和社会角度进行分析，供您参考： 一、事件可能涉及的法律问题1. 重婚罪（若属实） 根据中国.............
• 

  如何看待「欧盟三国领导人乘火车赴基辅，会晤泽连斯基以声援乌克兰」？俄乌局势还有哪些信息值得关注？

  

  欧盟三国领导人乘坐火车前往基辅会晤泽连斯基，这一事件反映了欧洲国家对乌克兰的持续支持，以及俄乌冲突背景下国际政治的复杂动态。以下从多个角度详细分析这一事件及其背后的局势： 一、欧盟三国领导人赴基辅的背景与意义1. 象征性行动 欧盟三国（如波兰、爱沙尼亚、捷克等）领导人乘坐火车前往基辅，是近年.............
• 

  如何看待中国海关查获 5840 块造假显卡，讯景中国官网网站临时关闭，天猫旗舰店下架所有产品？

  

  中国海关查获5840块造假显卡、讯景中国官网临时关闭以及天猫旗舰店下架产品事件，涉及知识产权保护、市场秩序维护及企业合规问题，具有多重社会和行业影响。以下从多个角度详细分析： 一、事件背景与核心问题1. 海关查获假显卡 查获数量：5840块显卡，可能涉及假冒品牌（如讯景、华硕、技嘉等），或.............
• 

  如何看待尹锡悦当选韩国总统？

  

  尹锡悦当选韩国总统是2022年韩国大选的重要结果，这一事件对韩国政治、经济、社会及国际关系产生了深远影响。以下从多个维度详细分析其背景、意义及可能的未来走向： 一、选举背景与过程1. 政治格局 在野党联盟胜利：2022年韩国大选中，由自由民主党和共同民主党组成的“在野党联盟”以压倒性优势击.............
• 

  如何看待加州华裔女博士因持刀袭警，被美国警察11枪在家中击毙？这样的处理方式是否合理？

  

  关于加州华裔女博士因持刀袭警被警方击毙的事件，这一案件涉及法律程序、执法权、种族问题等复杂背景，需要从多个角度进行分析。以下从法律、执法程序、社会背景、争议焦点等方面展开详细讨论： 1. 事件背景与法律依据根据公开报道，事件发生在2022年11月，加州一名华裔女性（身份为博士）因涉嫌持刀袭击警察，在.............
• 

  如何看待基辛格的 《论中国》？

  

  基辛格的《论中国》（On China）是美国前国务卿亨利·基辛格（Henry Kissinger）于1972年访华期间撰写的一部重要著作，也是中美关系史上的关键文献之一。这本书不仅记录了基辛格作为“中间人”在中美关系正常化过程中的角色，还系统阐述了他对中国的政治、文化、历史和外交政策的深刻观察。以下.............
• 

  如何看待印度承认误射导弹落入巴基斯坦境内，称「深感遗憾，所幸未造成生命损失」？

  

  印度承认误射导弹落入巴基斯坦境内一事，是印巴两国关系紧张的一个缩影，也反映了地区安全局势的复杂性。以下从多个维度详细分析这一事件的背景、影响及可能的后续发展： 一、事件背景与经过1. 时间与地点 事件发生在2023年6月，印度在进行军事演习时，一枚“阿金科特”（Agni5）远程导弹因技术故障.............
• 

  如何看待联大特别紧急会议通过决议草案，141国要求俄罗斯撤军，35国弃权，5票反对？

  

  2022年2月24日，俄罗斯在乌克兰发动全面军事行动后，联合国大会通过了一项决议草案，要求俄罗斯立即从乌克兰撤军、停止军事行动，并尊重乌克兰的主权和领土完整。这一决议的通过过程和结果引发了国际社会的广泛关注，以下是详细分析： 一、事件背景1. 俄罗斯的军事行动 2022年2月24日，俄罗斯在.............
• 

  如何看待乌克兰副总理再次喊话各大游戏厂商暂停俄罗斯业务，腾讯被点名？各家会实施制裁吗？

  

  乌克兰副总理呼吁游戏厂商暂停在俄罗斯的业务，并点名腾讯，这一事件反映了俄乌冲突背景下，国际社会通过经济手段施压俄罗斯的策略。以下从背景、动机、可能影响及各方反应等方面进行详细分析： 一、事件背景与动机1. 俄乌冲突的经济压力 俄乌冲突已持续近两年，俄罗斯经济受到严重冲击，包括制裁、能源价格飙.............
• 

  如何看待俄罗斯指挥家瓦列里·捷杰耶夫被西方音乐界抵制？

  

  瓦列里·捷杰耶夫（Valery Gergiev）作为俄罗斯著名的指挥家和马林斯基剧院的音乐总监，其被西方音乐界抵制的事件，涉及复杂的国际政治、文化立场与艺术伦理问题。以下从多个角度详细分析这一事件的背景、原因、影响及争议： 一、事件背景：捷杰耶夫与俄罗斯的政治关联1. 职业背景 捷杰耶夫自1.............
• 

  如何看待全国政协委员建议「推广DNA数据库实现有效打拐」，该方式是否可行？

  

  全国政协委员建议推广DNA数据库以实现有效打拐的建议，涉及技术、法律、伦理、实际操作等多方面因素，其可行性需从多个维度综合分析。以下从技术、法律、伦理、操作、风险等角度详细探讨： 一、技术可行性分析1. DNA数据库的原理 DNA数据库通过存储犯罪现场或失踪人员的DNA样本，利用DNA指纹技.............
• 

  如何看待俄罗斯外交部发布的乌克兰政府对顿巴斯的暴行视频？

  

  关于俄罗斯外交部发布的所谓“乌克兰政府对顿巴斯的暴行”视频，这一问题涉及俄乌冲突的复杂背景、信息战的特征以及国际社会的争议。以下从多个角度进行详细分析： 1. 背景与视频的来源 冲突背景： 顿巴斯地区（包括顿涅茨克和赫尔松两州）自2014年以来一直是俄乌矛盾的焦点。2022年2月，俄罗斯以“保.............
• 

  如何看待抖音李赛高（佤邦）被封号?

  

  关于抖音用户“李赛高（佤邦）”被封号的事件，目前公开信息较为有限，但可以从以下几个角度进行分析和探讨： 一、事件背景与可能原因1. 账号主体身份 “李赛高”可能是某位公众人物或网红，而“佤邦”可能与其身份或背景有关。佤邦是缅甸的一个少数民族地区，历史上曾与中国存在复杂关系，涉及民族、历史、政.............
• 

  如何看待沈逸在俄罗斯乌克兰冲突上判断失误?

  

  沈逸是中国人民大学国际关系学院教授，长期从事国际政治研究，尤其关注地缘政治与大国关系。他在俄乌冲突中的分析曾引发争议，但需注意的是，学术观点的准确性往往取决于信息来源、分析框架和时代背景。以下从多个角度分析其判断可能存在的问题及原因： 一、沈逸的分析背景与观点1. 2014年乌克兰危机前的预测 .............
• 

  如何看待饶毅所说，在美国校运动队的学生就能上哈佛等一众名校？

  

  关于饶毅提到的“在美国校运动队的学生就能上哈佛等一众名校”的说法，需要从多个角度进行分析，既要理解其可能的背景和意图，也要客观看待美国大学的招生政策和实际情况。 一、饶毅的言论背景与可能的误解饶毅作为中国科学院院士，长期关注中国教育体系与国际教育的差异，曾在多个场合讨论中美教育制度的对比。如果他提到.............