NLP（五十四）tiktoken的使用

sockstack / 79 / 2024-02-27 13:02:37

ChatGPT 可用网址，仅供交流学习使用，如对您有所帮助，请收藏并推荐给需要的朋友。 <a href="https://ckai.xyz/?sockstack&section=detail" target="__blank">https://ckai.xyz</a> <article class="baidu_pl"><div id="article_content" class="article_content clearfix">
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<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" style="display: none;"><path stroke-linecap="round" d="M5,0 0,2.5 5,5z" id="raphael-marker-block" style="-webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0);"></path></svg>  <code>tiktoken</code>是OpenAI于近期开源的Python第三方模块，该模块主要实现了tokenizer的BPE（Byte pair encoding）算法，并对运行性能做了极大的优化。本文将介绍tiktoken模块的使用。 
<h3>
<a id="tiktoken_2"></a>tiktoken简介</h3> 
  <code>BPE(Byte pair encoding)</code>算法是NLP中常见的tokenizer方式，关于其介绍和实现原理，读者可参考深入理解NLP Subword算法：BPE、WordPiece、ULM。   <code>tiktoken</code>已开源至Github，访问网址为：https://github.com/openai/tiktoken，tiktoken会比其它开源的tokenizer库运行快3-6倍，以下是它与hugging face的tokenizer库的性能比较： <img referrerpolicy="no-referrer" src="https://img-blog.csdnimg.cn/ff32f043729840328ec5edc8809d3a49.png#pic_center" alt="不同线程数下tiktoken与hugging face的性能比较"> 以上结果是使用GPT-2 tokenizer在1G文本上进行的性能测试，使用的<code>GPT2TokenizerFast</code>来源于<code>tokenizers==0.13.2</code>, <code>transformers==4.24.0</code> , <code>tiktoken==0.2.0</code>。 
<h3>
<a id="_8"></a>简单使用</h3> 
  <code>tiktoken</code>的Encodings（编码方式）用于展示文本是如何被转化为token的。不同的模型使用不同类型的编码方式。<code>tiktoken</code>支持如下三种OpenAI模型的编码方式： 
<table>
<thead><tr>
<th>编码方式</th>
<th>OpenAI模型</th>
</tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td>cl100k_base</td>
<td>gpt-4, gpt-3.5-turbo, text-embedding-ada-002</td>
</tr>
<tr>
<td>p50k_base</td>
<td>Codex模型，如 text-davinci-002, text-davinci-003</td>
</tr>
<tr>
<td>r50k_base (或gpt2)</td>
<td>GPT-3模型，如davinci</td>
</tr>
</tbody>
</table> 
可以通过如下代码来获取模型的编码方式： 
<pre><code class="prism language-python"># -*- coding: utf-8 -*-
import tiktoken# get encoding name
print(tiktoken.encoding_for_model('gpt-3.5-turbo'))
</code></pre> 
输出结果为： 
<pre><code>&lt;Encoding 'cl100k_base'&gt;
</code></pre> 
注意，<code>p50k_base</code>与<code>r50k_base</code>基本类似，在非代码应用中，它们通常会给出相同的token。   <code>cl100k_base</code>中的100k代码该编码方式中的词汇表数量大约为100k，词汇表文件为cl100k_base_vocab.json，下载网址为：https://raw.githubusercontent.com/weikang-wang/ChatGPT-Vocabulary/main/cl100k_base_vocab.json，词汇数量为100256，如此庞大的词汇数量使得OpenAI模型在多种语言上都有不俗的表现。 
<h3>
<a id="_32"></a>编码与解码</h3> 
  编码（encode）是指将文本映射为token的数字列表，解码（decode）是指将token的数字列表转化为文本。参看以下的Python代码实现： 
<pre><code class="prism language-python"># -*- coding: utf-8 -*-
import tiktoken# simple test
enc = tiktoken.get_encoding("cl100k_base")
print(enc.encode("hello world") == [15339, 1917])
print(enc.decode([15339, 1917]) == "hello world")
print(enc.encode("hello &lt;|endoftext|&gt;", allowed_special="all") == [15339, 220, 100257])# encode
tokens = enc.encode("tiktoken is great!")
print(tokens)
print(len(tokens))# decode
print(enc.decode([83, 1609, 5963, 374, 2294, 0]))# chinese encode
tokens = enc.encode("大模型是什么？")
print(tokens)
print(len(tokens))# chinese decode
print(enc.decode([27384, 54872, 25287, 21043, 6271, 222, 82696, 11571]))
</code></pre> 
输出结果如下： 
<pre><code>True
True
True
[83, 1609, 5963, 374, 2294, 0]
6
tiktoken is great!
[27384, 54872, 25287, 21043, 6271, 222, 82696, 11571]
8
大模型是什么？
</code></pre> 
<h3>
<a id="token_72"></a>计算token数量</h3> 
  OpenAI模型中token数量较为关键，毕竟，OpenAI接口调用的收费方式是按照token数量来的。关于OpenAI接口调用的收费方式，可以参考网站：https://openai.com/pricing。   下面是用<code>tiktoken</code>来计算token数量的Python代码： 
<pre><code class="prism language-python"># -*- coding: utf-8 -*-
import tiktokendef num_tokens_from_string(string: str, encoding_name: str) -&gt; int:# Returns the number of tokens in a text string.encoding = tiktoken.get_encoding(encoding_name)num_tokens = len(encoding.encode(string))return num_tokensprint(num_tokens_from_string('tiktoken is great!', 'cl100k_base'))
print(num_tokens_from_string('大模型是什么？', 'cl100k_base'))
</code></pre> 
输出结果为： 
<pre><code>6
8
</code></pre> 
  在hugging face网站上，已经有人实现了tiktoken的token数量计算，访问网站为：https://huggingface.co/spaces/JacobLinCool/tiktoken-calculator ，页面如下： <img referrerpolicy="no-referrer" src="https://img-blog.csdnimg.cn/5155ec284e98487380ee800df00dfd7d.png" alt="tiktoken的token数量计算">   在对话补全（chat completion）场景中计算token数量，以模型<code>gpt-3.5-turbo</code>为例，实现Python代码如下： 
<pre><code class="prism language-python"># -*- coding: utf-8 -*-
import tiktoken
import openaidef num_tokens_from_messages(messages):# Returns the number of tokens used by a list of messages.encoding = tiktoken.encoding_for_model("gpt-3.5-turbo")tokens_per_message = 4 # every message follows &lt;|start|&gt;{role/name}\n{content}&lt;|end|&gt;\ntokens_per_name = -1 # if there's a name, the role is omittednum_tokens = 0for message in messages:num_tokens += tokens_per_messagefor key, value in message.items():num_tokens += len(encoding.encode(value))if key == "name":num_tokens += tokens_per_namenum_tokens += 3 # every reply is primed with &lt;|start|&gt;assistant&lt;|message|&gt;return num_tokensexample_messages = [{"role": "system","content": "You are a helpful, pattern-following assistant that translates corporate jargon into plain English.",},{"role": "system","name": "example_user","content": "New synergies will help drive top-line growth.",},{"role": "system","name": "example_assistant","content": "Things working well together will increase revenue.",},{"role": "system","name": "example_user","content": "Let's circle back when we have more bandwidth to touch base on opportunities for increased leverage.",},{"role": "system","name": "example_assistant","content": "Let's talk later when we're less busy about how to do better.",},{"role": "user","content": "This late pivot means we don't have time to boil the ocean for the client deliverable.",},
]# example token count from the function defined above
print(f"{num_tokens_from_messages(example_messages)} prompt tokens counted by num_tokens_from_messages().")
# example token count from the OpenAI API
openai.api_key = ""
response = openai.ChatCompletion.create(model="gpt-3.5-turbo",messages=example_messages,temperature=0,max_tokens=1
)
print(f'{response["usage"]["prompt_tokens"]} prompt tokens counted by the OpenAI API.')
</code></pre> 
输出结果如下： 
<pre><code>127 prompt tokens counted by num_tokens_from_messages().
127 prompt tokens counted by the OpenAI API.
</code></pre> 
可见，在<code>num_tokens_from_messages</code>中，对于输入messages中的每条message，token数量先加上4，然后对字典中的value值进行token数量统计，如果此时对应的key为name，则token数量减1，因为要忽略role字段的token数量。在模型<code>gpt-3.5-turbo</code>中，<code>num_tokens_from_messages</code>函数与OpenAI对话补全中的token数量计算方式是一致的。 
<h3>
<a id="_170"></a>总结</h3> 
  本文介绍了<code>tiktoken</code>模型和它的简单使用，以及token数量计算方式。 
<h3>
<a id="_172"></a>参考文献</h3> 
<ol>
<li>深入理解NLP Subword算法：BPE、WordPiece、ULM: https://zhuanlan.zhihu.com/p/86965595</li>
<li>tiktoken的Github网址：https://github.com/openai/tiktoken</li>
<li>tiktoken-calculator: https://huggingface.co/spaces/JacobLinCool/tiktoken-calculator</li>
<li>How_to_count_tokens_with_tiktoken.ipynb: https://github.com/openai/openai-cookbook/blob/main/examples/How_to_count_tokens_with_tiktoken.ipynb</li>
</ol>
</div>
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NLP（五十四）tiktoken的使用

作者

sockstack

许可协议

CC BY 4.0

发布于

2024-02-27

修改于

2024-05-12

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