Ray hello world-voorbeelden voor AI Runtime CLI

Important

Deze functie bevindt zich in openbare preview-versie.

Deze pagina bevat een eenvoudig werkvoorbeeld voor elk van de volgende Ray-bibliotheken op AI Runtime:

• Ray Core
• Straaltrein
• Ray Data
• Ray Tune

Prerequisites

De air CLI is geïnstalleerd en geverifieerd. Zie De AI Runtime CLI installeren.

Ray cluster bootstrap

Wanneer je een workload indient, draait deze command tegelijkertijd op elke node. Om Ray over meerdere knooppunten te gebruiken, wordt het bootstrap-script gebruikt NODE_RANK om de rol van elke knoop te bepalen. 0 start de Ray-hoofd, en alles wat verder is wordt toegevoegd als een arbeider.

Elk voorbeeld op deze pagina gebruikt een gedeeld ray_bootstrap.sh exemplaar om deze opstelling te beheren. Je hebt maar één kopie van dit bestand nodig naast de voorbeeldscripts die je draait.

#!/bin/bash
# NODE_RANK=0 is the Ray head: it starts the cluster and runs the entrypoint
# script, then tears the cluster down. Every other rank joins as a worker and
# stays until the head goes away.
#
# The entrypoint to run on the head is passed via RAY_ENTRYPOINT, a path
# relative to CODE_SOURCE_PATH (e.g. "ray_train.py").
set -e

if [ -z "${RAY_ENTRYPOINT:-}" ]; then
    echo "RAY_ENTRYPOINT is not set; expected a script path relative to CODE_SOURCE_PATH." >&2
    exit 1
fi

RAY_HEAD_PORT=6379
GPUS_PER_NODE=${LOCAL_WORLD_SIZE:-1}

if [ "${NODE_RANK:-0}" = "0" ]; then
    echo "NODE_RANK=0: Starting Ray head node with $GPUS_PER_NODE GPU(s)..."
    ray start --head \
        --port=$RAY_HEAD_PORT \
        --num-gpus=$GPUS_PER_NODE \
        --dashboard-host=0.0.0.0

    # Always stop the cluster on exit, even if the entrypoint fails.
    trap 'ray stop' EXIT

    echo "Ray head node started. Running $RAY_ENTRYPOINT..."
    python "$CODE_SOURCE_PATH/$RAY_ENTRYPOINT"
else
    echo "NODE_RANK=$NODE_RANK: Connecting to Ray head at $MASTER_ADDR:$RAY_HEAD_PORT..."
    # Retry loop to wait for head to be ready. Note: omit --block, since it runs
    # forever and the head's `ray stop` only tears down local processes, leaving
    # the worker stuck. Without --block, `ray start` returns once this node joins
    # and we control our own exit below.
    joined=""
    for i in $(seq 1 12); do
        if ray start --address="$MASTER_ADDR:$RAY_HEAD_PORT" --num-gpus=$GPUS_PER_NODE 2>/dev/null; then
            joined=1
            break
        fi
        echo "Attempt $i failed, retrying in 5s..."
        sleep 5
    done
    if [ -z "$joined" ]; then
        echo "Worker failed to join the Ray head after all retries; aborting." >&2
        exit 1
    fi

    # `ray health-check` exits non-zero once the head runs `ray stop`, letting
    # this worker exit so the whole job can terminate. The counter backstops
    # against a hang.
    echo "Worker joined; waiting for the head to finish its work..."
    for _ in $(seq 1 360); do
        if ! ray health-check --address "$MASTER_ADDR:$RAY_HEAD_PORT" 2>/dev/null; then
            break
        fi
        sleep 5
    done
    echo "Head is no longer healthy; stopping local Ray and exiting."
    ray stop
fi

Elke voorbeeld-YAML roept de bootstrap aan door te stellen RAY_ENTRYPOINT en aan te roepen ray_bootstrap.sh:

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_train.py bash ray_bootstrap.sh

LOCAL_WORLD_SIZE wordt door AI Runtime ingesteld op het aantal GPU's per node, dus GPUS_PER_NODE schaalt automatisch met het GPU-type dat je vraagt. MASTER_ADDR wordt door AI Runtime ingesteld op het IP-adres van de hoofdknoop, dat de arbeiders gebruiken om de Ray-cluster te lokaliseren en te joinen.

Ray Core

Het voorbeeld laat zien hoe je werk op elke GPU in de cluster kunt plannen met @ray.remote(num_gpus=1), wat Ray vertelt elke taak op een aparte GPU te plaatsen. Elke taak rapporteert op welke node en fysieke GPU hij terechtkwam, waarmee wordt bevestigd dat taken over nodes verdeeld waren in plaats van op één gestapeld te zijn.

Workload YAML

ray_core.yaml vraagt 2 nodes met elk 1 A10 GPU (GPU_1xA10), wat het cluster in totaal 2 GPU's geeft:

experiment_name: ray-core-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[default]

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 2
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_core.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 15
env_variables:
  NCCL_DEBUG: INFO

Script

ray_core.py stuurt één taak per GPU uit. Omdat Ray in elke taak op de enkele toegewezen GPU staat CUDA_VISIBLE_DEVICES , current_device() geeft altijd 0 terug. Het script gebruikt ray.get_gpu_ids() en CUDA_VISIBLE_DEVICES om de daadwerkelijke fysieke opdracht te rapporteren:

@ray.remote(num_gpus=1)
def hello_from_gpu():
    node_rank = os.environ.get("NODE_RANK", "?")
    ray_gpu_ids = ray.get_gpu_ids()
    visible = os.environ.get("CUDA_VISIBLE_DEVICES", "")
    gpu_name = subprocess.run(
        ["nvidia-smi", "--query-gpu=name", "--format=csv,noheader"],
        capture_output=True, text=True, check=True,
    ).stdout.strip()
    return f"Hello from node {node_rank} | Ray GPU id {ray_gpu_ids} | CUDA_VISIBLE_DEVICES={visible} | {gpu_name}"

total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
futures = [hello_from_gpu.remote() for _ in range(total_gpus)]
results = ray.get(futures)

Het volledige script staat in volledige scripts aan het einde van deze pagina.

De uitvoering verzenden

air run -f ray_core.yaml --watch

Straaltrein

Het voorbeeld traint een kleine MLP op synthetische data. prepare_model verplaatst het model naar de GPU van de werknemer en verpakt het in DDP. prepare_data_loader voegt een DistributedSampler toe zodat elke werknemer een ander fragment van de data ziet, en ray.train.report per epoch-metriek terugkomt aan de bestuurder.

Workload YAML

ray_train.yaml vraagt 2 nodes aan met elk 1 A10 GPU. ray[train] installeert de Ray Train extra's:

experiment_name: ray-train-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[train]
    - torch

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 2
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_train.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 15
env_variables:
  NCCL_DEBUG: INFO

Trainingsscript

ray_train.py definieert een trainingslus per werker en configureert TorchTrainer om alle GPU's in de cluster te gebruiken:

def train_loop_per_worker(config):
    model = nn.Sequential(nn.Linear(128, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 10))
    model = prepare_model(model)  # DDP wrap + move to this worker's GPU

    x = torch.randn(1024, 128)
    y = torch.randint(0, 10, (1024,))
    loader = DataLoader(TensorDataset(x, y), batch_size=64, shuffle=True)
    loader = prepare_data_loader(loader)  # adds DistributedSampler

    for epoch in range(config["epochs"]):
        ...
        ray.train.report({"epoch": epoch, "loss": epoch_loss / len(loader)})

trainer = TorchTrainer(
    train_loop_per_worker,
    train_loop_config={"lr": 1e-3, "epochs": 5},
    scaling_config=ScalingConfig(num_workers=total_gpus, use_gpu=True),
)
result = trainer.fit()

Het volledige script staat in volledige scripts aan het einde van deze pagina.

De uitvoering verzenden

air run -f ray_train.yaml --watch

Ray Data

Het voorbeeld bouwt een synthetische pijplijn: een per-rij map voegt afgeleide kenmerken toe, een filter bewaart alleen even rijen, en een map_batches past een gevectoriseerde NumPy-transformatie toe. Aanroepen count() en sum() aan het einde wordt uitvoering geactiveerd.

Workload YAML

ray_data.yaml vraagt 2 knooppunten aan. Heterogene CPU/GPU-clusters worden nog niet ondersteund in Ray Data op AI Runtime, dus dit voorbeeld houdt de pijplijn op CPU's. Het GPU_1xA10 knooppunttype bepaalt de clustergrootte:

experiment_name: ray-data-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[data]

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 2
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_data.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 15

Verwerkingsscript

ray_data.py definieert een drie-traps pijplijn en print de geaggregeerde resultaten:

ds = ray.data.range(10_000)

def add_features(row):
    n = row["id"]
    return {"id": n, "squared": n * n, "is_even": n % 2 == 0}

def scale_batch(batch):
    batch["scaled"] = batch["squared"] * 0.001
    return batch

# Ray executes these stages in parallel across the cluster.
ds = ds.map(add_features)
ds = ds.filter(lambda row: row["is_even"])
ds = ds.map_batches(scale_batch, batch_format="numpy")

print(f"Pipeline produced {ds.count()} rows")
print(f"Sum of scaled feature: {ds.sum('scaled'):.2f}")

Het volledige script staat in volledige scripts aan het einde van deze pagina.

De uitvoering verzenden

air run -f ray_data.yaml --watch

Ray Tune

Het voorbeeld voert 8 trials uit, 4 tegelijk over 4 GPU's. Elke proef traint een kleine MLP op synthetische data met een bemonsterde combinatie van leersnelheid, verborgen grootte en batchgrootte.

Workload YAML

ray_tune.yaml vraagt 4 nodes op met elk 1 A10 GPU, wat 4 GPU's geeft voor maximaal 4 gelijktijdige trials:

experiment_name: ray-tune-example

environment:
  version: '5'
  dependencies:
    - ray[tune]
    - torch

code_source:
  type: snapshot
  snapshot:
    root_path: .

compute:
  num_accelerators: 4
  accelerator_type: GPU_1xA10

command: |
  cd $CODE_SOURCE_PATH
  RAY_ENTRYPOINT=ray_tune.py bash ray_bootstrap.sh

max_retries: 0
timeout_minutes: 30

Afstemscript

ray_tune.py configureert de zoekruimte en start 8 proeven met ASHA, waardoor onderpresterende proeven vroegtijdig worden gestopt:

tuner = tune.Tuner(
    tune.with_resources(train_fn, resources={"gpu": 1}),
    param_space={
        "lr": tune.loguniform(1e-4, 1e-1),
        "hidden_size": tune.choice([64, 128, 256]),
        "batch_size": tune.choice([32, 64, 128]),
    },
    tune_config=tune.TuneConfig(
        metric="loss",
        mode="min",
        scheduler=ASHAScheduler(max_t=20, grace_period=3, reduction_factor=2),
        num_samples=8,
    ),
)
results = tuner.fit()
best = results.get_best_result("loss", "min")
print(f"Best config: {best.config}")

tune.with_resources(train_fn, resources={"gpu": 1}) reserveert één GPU per proef. Met 4 GPU's voert Ray Tune 4 proeven tegelijk uit en start de volgende batch zodra de proeven eindigen. Het volledige script staat in volledige scripts aan het einde van deze pagina.

De uitvoering verzenden

air run -f ray_tune.yaml --watch

Inspecteer een run

Na het indienen kun je de status- en streamlogs controleren:

air get run <run-id>
air logs <run-id>

air logs streamt standaard vanaf node 0, wat is waar de Ray-driver draait. Om logs van een worker node te bekijken, geef --node 1, --node 2, enzovoort.

Volgende stappen 

• Gedistribueerde training met Ray Train
• Batchinferentie met Ray Data en vLLM
• De AI Runtime CLI installeren
• YAML-verwijzing voor workload

Volledige scripts

ray_core.py

"""Ray Core remote-task example on AI Runtime.

Dispatches one @ray.remote task per GPU across the cluster. Each task prints
which node and physical GPU it was assigned to, confirming tasks reached every
node. Run after ray_bootstrap.sh has started the cluster.
"""

import os
import subprocess
import time

import ray

ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
gpus_per_node = int(os.environ.get("LOCAL_WORLD_SIZE", 1))
expected_gpus = num_nodes * gpus_per_node

for _ in range(30):
    if len(ray.nodes()) >= num_nodes and ray.cluster_resources().get("GPU", 0) >= expected_gpus:
        break
    time.sleep(2)

total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
if total_gpus < expected_gpus:
    raise SystemExit(
        f"Expected {expected_gpus} GPU(s) but Ray only sees {total_gpus}; " "check GPU discovery on all nodes."
    )

print(f"Ray cluster ready: {len(ray.nodes())} node(s), {total_gpus} GPU(s)")
print(f"Cluster resources: {ray.cluster_resources()}\n")


@ray.remote(num_gpus=1)
def hello_from_gpu():
    node_rank = os.environ.get("NODE_RANK", "?")
    # Ray sets CUDA_VISIBLE_DEVICES to the single assigned GPU, so
    # current_device() always returns 0. Report the physical GPU via
    # nvidia-smi and the Ray GPU ID instead.
    ray_gpu_ids = ray.get_gpu_ids()
    visible = os.environ.get("CUDA_VISIBLE_DEVICES", "")
    gpu_name = subprocess.run(
        ["nvidia-smi", "--query-gpu=name", "--format=csv,noheader"],
        capture_output=True,
        text=True,
        check=True,
    ).stdout.strip()
    return f"Hello from node {node_rank} | Ray GPU id {ray_gpu_ids} | CUDA_VISIBLE_DEVICES={visible} | {gpu_name}"


print(f"Launching {total_gpus} task(s), one per GPU across the cluster...")
futures = [hello_from_gpu.remote() for _ in range(total_gpus)]
results = ray.get(futures)

for r in results:
    print(r)

ray.shutdown()

ray_train.py

"""Ray Train distributed training example on AI Runtime.

Trains a small MLP on synthetic data with one training worker per GPU using
Ray Train's TorchTrainer. Ray Train places the workers across the cluster
(one per GPU) and wires up torch.distributed; the per-worker train loop just
uses `ray.train.torch` helpers to move the model/data to the right device.
"""

import os

import ray
import torch
import torch.nn as nn
from ray.train import ScalingConfig
from ray.train.torch import TorchTrainer, prepare_data_loader, prepare_model
from torch.utils.data import DataLoader, TensorDataset

# Connect to the cluster started by ray_bootstrap.sh.
ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
if total_gpus < 1:
    raise SystemExit("No GPUs registered with Ray; check GPU discovery on the cluster.")
print(f"Cluster ready: {num_nodes} node(s), {total_gpus} GPU(s) available")
print(f"Launching a Ray Train run with {total_gpus} worker(s), one per GPU\n")


def train_loop_per_worker(config):
    """Runs on each Ray Train worker; one worker is pinned to one GPU."""
    # prepare_model wraps the model in DDP and moves it to this worker's GPU.
    model = nn.Sequential(nn.Linear(128, 256), nn.ReLU(), nn.Linear(256, 10))
    model = prepare_model(model)

    x = torch.randn(1024, 128)
    y = torch.randint(0, 10, (1024,))
    loader = DataLoader(TensorDataset(x, y), batch_size=64, shuffle=True)
    # prepare_data_loader shards the data across workers and moves batches to the GPU.
    loader = prepare_data_loader(loader)

    optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=config["lr"])
    loss_fn = nn.CrossEntropyLoss()

    for epoch in range(config["epochs"]):
        model.train()
        epoch_loss = 0.0
        for inputs, labels in loader:
            optimizer.zero_grad()
            loss = loss_fn(model(inputs), labels)
            loss.backward()
            optimizer.step()
            epoch_loss += loss.item()
        # ray.train.report surfaces metrics back to the driver.
        ray.train.report({"epoch": epoch, "loss": epoch_loss / len(loader)})


trainer = TorchTrainer(
    train_loop_per_worker,
    train_loop_config={"lr": 1e-3, "epochs": 5},
    scaling_config=ScalingConfig(num_workers=total_gpus, use_gpu=True),
)

result = trainer.fit()
# result.metrics holds the last reported dict (may be None if nothing was
# reported on the final iteration); fall back to a plain message.
print(f"\nTraining finished. Final metrics: {result.metrics or 'see per-worker logs above'}")

ray.shutdown()

ray_data.py

"""Ray Data distributed preprocessing example on AI Runtime.

Builds a Ray Dataset and runs a distributed map / map_batches / filter
pipeline across CPU actors spread over the cluster. On AI Runtime, Ray Data
runs on CPU actors (heterogeneous CPU/GPU clusters are not supported yet), so
this example deliberately keeps the transforms on CPU. The common shape is Ray
Data preprocessing feeding into a Ray Train run.
"""

import os

import ray

# Connect to the cluster started by ray_bootstrap.sh.
ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
num_cpus = int(ray.cluster_resources().get("CPU", 0))
print(f"Cluster ready: {num_nodes} node(s), {num_cpus} CPU(s) available")

# A simple synthetic dataset; range() produces a distributed Ray Dataset.
ds = ray.data.range(10_000)


def add_features(row):
    """Per-row transform, runs distributed across CPU tasks."""
    n = row["id"]
    return {"id": n, "squared": n * n, "is_even": n % 2 == 0}


def scale_batch(batch):
    """Vectorized per-batch transform (numpy), more efficient than per-row."""
    batch["scaled"] = batch["squared"] * 0.001
    return batch


# Distributed pipeline: map -> filter -> map_batches, then aggregate.
ds = ds.map(add_features)
ds = ds.filter(lambda row: row["is_even"])
ds = ds.map_batches(scale_batch, batch_format="numpy")

count = ds.count()
total = ds.sum("scaled")
print(f"\nPipeline produced {count} rows (even numbers only)")
print(f"Sum of scaled feature: {total:.2f}")
print("\nSample of 5 processed rows:")
for row in ds.take(5):
    print(f"  {row}")

ray.shutdown()

ray_tune.py

"""Ray Tune hyperparameter search example on AI Runtime.

Runs 8 trials across all available GPUs in the cluster (one GPU per trial).
Uses ASHA scheduler to prune unpromising trials early.
"""

import os
import ray
import torch
import torch.nn as nn
from ray import tune
from ray.tune.schedulers import ASHAScheduler

ray.init(address="auto")

num_nodes = int(os.environ.get("NUM_NODES", 1))
total_gpus = int(ray.cluster_resources().get("GPU", 0))
if total_gpus < 1:
    raise SystemExit("No GPUs registered with Ray; check GPU discovery on the cluster.")
print(f"Cluster ready: {num_nodes} node(s), {total_gpus} GPU(s) available")
print(f"Running 8 trials with up to {total_gpus} in parallel\n")


def train_fn(config):
    """Single trial: trains a small MLP on synthetic data for one GPU."""
    device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")

    model = nn.Sequential(
        nn.Linear(128, config["hidden_size"]),
        nn.ReLU(),
        nn.Linear(config["hidden_size"], 10),
    ).to(device)

    optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=config["lr"])
    loss_fn = nn.CrossEntropyLoss()

    for epoch in range(20):
        x = torch.randn(config["batch_size"], 128, device=device)
        y = torch.randint(0, 10, (config["batch_size"],), device=device)

        optimizer.zero_grad()
        loss = loss_fn(model(x), y)
        loss.backward()
        optimizer.step()

        tune.report({"loss": loss.item(), "epoch": epoch})


tuner = tune.Tuner(
    tune.with_resources(train_fn, resources={"gpu": 1}),
    param_space={
        "lr": tune.loguniform(1e-4, 1e-1),
        "hidden_size": tune.choice([64, 128, 256]),
        "batch_size": tune.choice([32, 64, 128]),
    },
    tune_config=tune.TuneConfig(
        metric="loss",
        mode="min",
        scheduler=ASHAScheduler(max_t=20, grace_period=3, reduction_factor=2),
        num_samples=8,
    ),
)

results = tuner.fit()
best = results.get_best_result("loss", "min")
print(f"\nBest config: {best.config}")
print(f"Best loss:   {best.metrics['loss']:.4f}")

ray.shutdown()