🐰TensorRT的C++接口解析

本章说明 C++ API 的基本用法，假设你从 ONNX 模型开始。 sampleOnnxMNIST更详细地说明了这个用例。

C++ API 可以通过头文件NvInfer.h访问，并且位于nvinfer1命名空间中。例如，一个简单的应用程序：

#include “NvInfer.h”

using namespace nvinfer1;

TensorRT C++ API 中的接口类以前缀I开头，例如ILogger 、 IBuilder等。

CUDA 上下文会在 TensorRT 第一次调用 CUDA 时自动创建，通常最好在第一次调用 TensoRT 之前自己创建和配置 CUDA 上下文。 为了说明对象的生命周期，本章中的代码不使用智能指针。

The Build Phase

要创建构建器，首先需要实例化ILogger接口。此示例捕获所有警告消息，但忽略信息性消息：

class Logger : public ILogger           
{
    void log(Severity severity, const char* msg) noexcept override
    {
        // suppress info-level messages
        if (severity <= Severity::kWARNING)
            std::cout << msg << std::endl;
    }
} logger;

然后，可以创建构建器的实例：

IBuilder* builder = createInferBuilder(logger);

Creating a Network Definition

创建构建器后，优化模型的第一步是创建网络定义：

uint32_t flag = 1U <<static_cast<uint32_t>
    (NetworkDefinitionCreationFlag::kEXPLICIT_BATCH); 

INetworkDefinition* network = builder->createNetworkV2(flag);

为了使用 ONNX 解析器导入模型，需要kEXPLICIT_BATCH标志(显式的)。有关详细信息，请参阅显式与隐式批处理部分。

Importing a Model using the ONNX Parser

现在，需要从 ONNX 表示中填充网络定义。 ONNX 解析器 API 位于文件NvOnnxParser.h中，解析器位于nvonnxparser C++ 命名空间中。

#include “NvOnnxParser.h”

using namespace nvonnxparser;

可以创建一个 ONNX 解析器来填充网络，如下所示：

IParser*  parser = createParser(*network, logger);

然后，读取模型文件并处理错误。

parser->parseFromFile(modelFile, 
    static_cast<int32_t>(ILogger::Severity::kWARNING));
for (int32_t i = 0; i < parser.getNbErrors(); ++i)
{
    std::cout << parser->getError(i)->desc() << std::endl;
}

TensorRT 网络定义过程中的一个重点是它包含指向模型权重的指针，这些指针由构建器(Builder)复制到引擎(Engine)中。由于网络是通过解析器创建的，解析器拥有权重占用的内存，因此在构建器运行之前不应删除解析器对象。

Building an Engine

下一步是创建一个配置，指定 TensorRT 应该如何优化模型。

IBuilderConfig* config = builder->createBuilderConfig();

这个接口有很多属性，你可以设置这些属性来控制 TensorRT 如何优化网络。一个重要的属性是最大工作空间大小。层实现通常需要一个临时工作空间，并且此参数限制了网络中任何层可以使用的最大大小。如果提供的工作空间不足，TensorRT 可能无法找到层的实现。默认情况下，工作区设置为给定设备的总全局内存大小；必要时限制它，例如，在单个设备上构建多个引擎时。

config->setMemoryPoolLimit(MemoryPoolType::kWORKSPACE, 1U << 20);

一旦指定了配置，就可以构建引擎。

IHostMemory*  serializedModel = builder->buildSerializedNetwork(*network, *config);

由于序列化引擎包含权重的必要拷贝，因此不再需要解析器、网络定义、构建器配置和构建器，可以安全地删除：

delete parser;
delete network;
delete config;
delete builder;

然后可以将引擎保存到磁盘，并且可以删除保存它序列化数据的缓冲区。

delete serializedModel

注意：序列化引擎不能跨平台或不同 TensorRT 版本之间移植。

Deserializing a Plan

假设您之前已经序列化了一个模型并希望执行推理，将需要创建一个运行时接口的实例。与构建器一样，运行时需要一个记录器(logger)实例：

IRuntime* runtime = createInferRuntime(logger);

假设您已将模型从缓冲区中读取，然后可以对其进行反序列化以获得引擎：

ICudaEngine* engine = 
  runtime->deserializeCudaEngine(modelData, modelSize);

Performing Inference

引擎包含优化后的模型，但要执行推理，我们需要管理中间激活的额外状态。这是通过ExecutionContext接口完成的：

IExecutionContext *context = engine->createExecutionContext();

一个引擎可以有多个执行上下文，允许一组权重用于多个重叠的推理任务。 （一个例外是使用动态形状时，每个优化配置文件只能有一个执行上下文。）

要执行推理，您必须为输入和输出传递 TensorRT缓冲区，TensorRT要求你通过调用 setTensorAddress 来指定这些缓冲区，setTensorAddress接收张量名称和缓冲区地址。您可以使用提供的输入和输出张量名称查询引擎，以找到在数组中位置：：

context->setTensorAddress(INPUT_NAME, inputBuffer);
context->setTensorAddress(OUTPUT_NAME, outputBuffer);

如果使用动态形状创建引擎，则还必须指定输入形状：

context->setInputShape(INPUT_NAME, inputDims);

然后，您可以调用 TensorRT 的 enqueueV3 方法以使用CUDA 流启动异步推理：

context->enqueueV3(buffers, stream, nullptr);

网络是否以异步方式执行取决于网络的结构和特性。例如，数据的维度、DLA 使用、循环和同步插件等，都可能导致同步行为。在内核前后使用 cudaMemcpyAsync() 来进行数据传输是很常见的做法，这样可以将数据从 GPU 转移到其他地方。

要确定内核（使用 cudaMemcpyAsyn()的时候)何时完成，可使用标准的 CUDA 同步机制，如事件或在流上等待。