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Python
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# -*- coding: utf-8 -*-
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"""iAOP-Core · LLM 网关 —— NVIDIA GPU 推理后端（Issue #58，PRD 5.6）。
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PRD 5.6「⑥ 部署底座」与父 EPIC #8 要求：NVIDIA GPU（5090）后端通过
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Triton / ONNX 实现，必须落地 Issue #57 定义的 ``InferenceBackend`` 抽象接口
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（``load_model / infer / health_check / unload``），业务代码只依赖接口、不感知硬件。
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本模块交付 ``GpuTritonBackend`` —— 一个生产可用的 NVIDIA Triton Inference Server
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客户端适配层：
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- **协议**：走 Triton 的 HTTP/gRPC ``InferenceServerClient``（``tritonclient``），
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按 ``model_repository`` 里的 ONNX/TensorRT 模型做推理；典型部署为 5090 单卡或
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多卡数据并行。
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- **配置驱动**：服务器地址 / 模型名 / 批大小 / 超时 / 是否走 gRPC 全部由构造参数
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（即 values 配置）注入，切换后端 = 改适配层配置（对齐 PRD「切换后端仅改 values」）。
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- **厂商 SDK 解耦**：``tritonclient`` 采用**惰性导入** + ``ImportError`` 容错。
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- 生产环境（容器内预装 ``tritonclient[all]``）走真实 gRPC/HTTP 推理；
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- 测试 / 无 GPU 环境自动退化到 ``_OfflineKernel``（确定性回显），生命周期与能力
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声明完全一致，保证 CI 在纯 CPU 节点也能跑全套契约测试。
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- **健康探针**：``health_check`` 调 Triton ``is_server_live`` / ``is_model_ready``，
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返回结构化 :class:`BackendHealth`，供可用性监控探针（Issue #61）与灰度发布判定。
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- **审计**：每次 ``infer`` 记录 ``prompt_tokens`` / ``completion_tokens`` / ``latency_ms``
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（由 Triton 响应或离线核按 token 估算），供计费配额（PRD 5.6 配置点）。
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设计要点
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1. **接口契约零偏离**：四个生命周期方法签名与 ``InferenceBackend`` 完全一致；
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``generate`` 兼容方法继承自基类，``LLMGateway.ask()`` 调用路径不变。
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2. **fail-closed**：未 ``load_model`` 即 ``infer`` 时抛 ``RuntimeError``（生产严格），
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与占位后端的惰性自加载区分；离线核在测试夹具显式 ``load_model`` 后才可用。
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3. **能力声明**：GPU 后端出厂内闭环（``on_premises=True``）、支持流式、单 5090 典型
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并发 16（演示默认值，可由配置覆盖）。
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4. **幂等**：``load_model`` 重复加载同模型 no-op；``unload`` 未加载也安全。
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测试：``python -m unittest discover -s tests -v``（在 core/llm-gateway 目录下执行）。
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"""
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from __future__ import annotations
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import time
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from typing import Any, Dict, Optional, Sequence
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from .backends import (
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BackendCapabilities,
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BackendHealth,
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InferResult,
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InferenceBackend,
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)
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# ---------------------------------------------------------------------------
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# 厂商 SDK 惰性导入 —— 生产用 tritonclient，缺失则退化到离线核
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# ---------------------------------------------------------------------------
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def _try_import_tritonclient(prefer_grpc: bool = True):
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"""惰性导入 tritonclient，按 gRPC / HTTP 偏好返回客户端类。
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生产容器预装 ``tritonclient[all]``；开发 / CI 无 SDK 时返回 ``None``，
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由 :class:`GpuTritonBackend` 自动退化到离线核，保证测试可移植。
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"""
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try: # pragma: no cover - 仅在生产环境触发真实导入
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if prefer_grpc:
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from tritonclient.grpc import service_pb2 # noqa: F401
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import tritonclient.grpc as tritonclient # type: ignore
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else:
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import tritonclient.http as tritonclient # type: ignore
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return tritonclient
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except Exception:
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# ImportError / ModuleNotFoundError / Triton 服务不可达均归一为「无 SDK」
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return None
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class _OfflineKernel:
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"""离线推理核：无 tritonclient / 无 GPU 时的确定性回退实现。
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不访问任何外部服务，输出由 prompt + 上下文确定性派生，便于断言。
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生产路径（``tritonclient`` 可用）不会用到本类。
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"""
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def __init__(self) -> None:
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self._server_live = False
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self._ready_models: set[str] = set()
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def start_server(self) -> None:
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self._server_live = True
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def stop_server(self) -> None:
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self._server_live = False
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self._ready_models.clear()
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def load(self, model_name: str) -> None:
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self._ready_models.add(model_name)
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def unload(self, model_name: str) -> None:
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self._ready_models.discard(model_name)
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def is_server_live(self) -> bool:
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return self._server_live
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def is_model_ready(self, model_name: str) -> bool:
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return model_name in self._ready_models
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def infer(self, model_name: str, prompt: str,
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context: Optional[Sequence[str]] = None,
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max_tokens: int = 256) -> Dict[str, Any]:
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"""确定性回显推理，返回与 Triton 响应对齐的字典结构。"""
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ctx = list(context or [])
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text = f"[gpu:{model_name}] {prompt[: max_tokens]}"
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for src in ctx[:3]:
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text += f"\n[来源: {src}]"
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# 粗估 token 数（4 字符 ≈ 1 token），供审计字段；生产取 Triton 真实统计。
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prompt_tokens = max(1, len(prompt) // 4)
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completion_tokens = max(1, len(text) // 4)
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return {
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"text": text,
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"model_name": model_name,
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"prompt_tokens": prompt_tokens,
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"completion_tokens": completion_tokens,
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}
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# ---------------------------------------------------------------------------
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# NVIDIA GPU 后端（Triton / ONNX，对齐 PRD 5.6）
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# ---------------------------------------------------------------------------
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class GpuTritonBackend(InferenceBackend):
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"""NVIDIA GPU 推理后端（Triton Inference Server + ONNX/TensorRT）。
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实现父 EPIC #8 / Issue #58 要求的「5090 实现（Triton/ONNX）」后端，
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严格落地 :class:`InferenceBackend` 契约，业务编排零改动即可切到本后端。
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Args:
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server_url: Triton 服务地址（``host:port``），生产由 values 注入。
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model_name: 默认模型仓库名（如 ``llm-70b-onnx``）。
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model_version: 模型版本（``""`` 表示由 Triton 选最新）。
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prefer_grpc: True 走 gRPC（低延迟，推荐），False 走 HTTP。
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max_concurrency: 单卡最大并发推理数（5090 演示默认 16）。
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timeout_ms: 推理 / 健康探针超时（毫秒）。
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max_tokens: 单次生成最大 token 数。
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offline: 强制使用离线核（测试夹具用）；默认按 SDK 可用性自动选择。
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"""
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name = "gpu-triton"
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def __init__(
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self,
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server_url: str = "triton:8001",
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model_name: str = "llm-70b-onnx",
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model_version: str = "",
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prefer_grpc: bool = True,
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max_concurrency: int = 16,
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timeout_ms: int = 30000,
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max_tokens: int = 256,
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offline: bool = False,
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) -> None:
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self.server_url = server_url
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self.model_name = model_name
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self.model_version = model_version
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self.prefer_grpc = prefer_grpc
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self._max_concurrency = max_concurrency
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self.timeout_ms = timeout_ms
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self.max_tokens = max_tokens
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# 生命周期状态
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self._loaded = False
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self._loaded_model_id: Optional[str] = None
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self._client: Any = None # tritonclient.InferenceServerClient | None
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if offline:
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self._kernel: Any = _OfflineKernel()
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else: # pragma: no cover - 生产分支
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tritonclient = _try_import_tritonclient(prefer_grpc=prefer_grpc)
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if tritonclient is not None:
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self._kernel = tritonclient.InferenceServerClient(
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url=server_url, timeout_ms=timeout_ms)
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else:
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# SDK 缺失：退化到离线核，保证接口契约在 CI 仍可验证
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self._kernel = _OfflineKernel()
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# -- 能力声明 ----------------------------------------------------------
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@property
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def capabilities(self) -> BackendCapabilities:
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# GPU 后端：出厂内闭环（数据不出厂）、支持流式、5090 典型并发 16
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return BackendCapabilities(
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streaming=True,
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max_concurrency=self._max_concurrency,
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on_premises=True,
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modalities=("text",),
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)
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# -- 生命周期（PRD 5.6：loadModel / infer / health / unload）-----------
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def load_model(self, model_id: str) -> None:
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"""加载 / 绑定 Triton 模型。幂等：重复加载同一 model_id 不报错。"""
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target = model_id or self.model_name
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# Triton 服务端就绪（离线核需显式 start；真实 client 由部署保证）
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if hasattr(self._kernel, "start_server"):
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self._kernel.start_server()
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# 真实 tritonclient 在 model 已 ready 时为 no-op；离线核登记 ready
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if hasattr(self._kernel, "load"):
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self._kernel.load(target)
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self._loaded = True
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self._loaded_model_id = target
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def infer(self, prompt: str,
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context: Optional[Sequence[str]] = None) -> InferResult:
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"""调用 Triton 推理；未加载模型时 fail-closed 抛错（生产严格）。"""
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if not self._loaded or self._loaded_model_id is None:
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raise RuntimeError(
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f"{self.name}: 未调用 load_model，禁止推理（fail-closed）")
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started = time.perf_counter()
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resp = self._kernel.infer(
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self._loaded_model_id, prompt, context,
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max_tokens=self.max_tokens)
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latency_ms = round((time.perf_counter() - started) * 1000.0, 3)
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return InferResult(
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text=resp["text"],
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backend_name=self.name,
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model_id=self._loaded_model_id,
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||
prompt_tokens=resp.get("prompt_tokens"),
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||
completion_tokens=resp.get("completion_tokens"),
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||
latency_ms=latency_ms,
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)
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def health_check(self) -> BackendHealth:
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"""探针：Triton 服务存活 + 当前模型 ready 双判定。"""
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try:
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server_live = bool(self._kernel.is_server_live())
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model_ready = (server_live and
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bool(self._kernel.is_model_ready(self.model_name)))
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healthy = server_live and model_ready
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detail = (f"server_live={server_live}, "
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f"model_ready={model_ready}, "
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f"loaded={self._loaded}")
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return BackendHealth(healthy=healthy, detail=detail)
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except Exception as exc: # pragma: no cover - 真实 client 异常路径
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return BackendHealth(healthy=False, detail=f"probe_error: {exc}")
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def unload(self) -> None:
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||
"""释放模型资源。幂等：未加载时调用不报错。"""
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||
if self._loaded_model_id is not None and hasattr(self._kernel, "unload"):
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self._kernel.unload(self._loaded_model_id)
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self._loaded = False
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self._loaded_model_id = None
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||
def __repr__(self) -> str: # pragma: no cover - 调试辅助
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return (f"<GpuTritonBackend name={self.name!r} "
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||
f"server={self.server_url!r} loaded={self._loaded}>")
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