tensorflow中有向图（计算图、Graph）、上下文环境（Session）和执行流程

计算图（Graph）

Tensorflow是基于图(Graph)的计算框架，图的节点由事先定义的运算(操作、Operation)构成，图的各个节点之间由张量（tensor）来链接，Tensorflow的计算过程就是张量（tensor）在节点之间从前到后的流动传输过程，如下图示例：

有向图中，节点通常代表数学运算，边表示节点之间的某种联系，它负责传输多维数据(Tensors)。

节点可以被分配到多个计算设备上，可以异步和并行地执行操作。因为是有向图，所以只有等到之前的入度节点们的计算状态完成后，其后的节点才能执行操作。推广到神经网络中，同一层之间的不同节点上的运算可以异步或并行的执行，但是前后层之间的执行还是要顺序执行，因为后一层的输入依赖于前一层的输出。

上下文环境（Session）

tf的计算必须要在一个Session的上下文中，Session提供了Operation执行和Tensor求值的环境。一个Session可能会拥有一些资源，例如Variable或者Queue。当我们不再需要该session的时候，需要调用sess.close()关闭会话(或使用Python上下文管理器自动关闭)，将这些资源释放。

如果在创建Session时没有指定Graph，则该Session会加载默认Graph。如果在一个进程中创建了多个Graph，则需要创建不同的Session来加载每个Graph，而每个Graph则可以加载在多个Session中进行计算，Session与Session之间是相互独立的。

执行流程

Tensorflow的执行可以分为三个步骤：

• 创建Tensor
• 定义Operations（Operations输入Tensor，然后输出另一个Tensor）
• 执行计算（也就是运行一个可计算的图）

一个最简单的Tensorflow计算流程示例如下，实现两个一维向量求和运算：

# -*- coding: utf-8 -*-)
import tensorflow as tf

# 1. 创建两个张量（Tensor）
input1 = tf.constant([1.0, 1.0, 1.0, 1.0])
input2 = tf.constant([2.0, 2.0, 2.0, 2.0])

# 2. 定义操作（Operations）
output = tf.add(input1, input2)

# 3.  执行计算
with tf.Session() as sess:
    result = sess.run(output)
    #result = output.eval()
    print result
    #sess.close()   # 使用"with"语句，由python自动管理Session，不再需要显式调用close()

tf中是定义操作（Operations）与执行操作分开的工作模式。上例中定义了一个名称为output的求和操作(也就是图(Graph)上的一个节点)，定义操作(Operation)的时候计算不会立即执行，直到在上下文的Session环境中调用run()或eval()，触发了Tensorflow执行计算图，从而获取output计算结点的结果。

更一般的情况下，tf中输入数据可能是不确定或随时变化的，针对这种情况，tf提供了feed注入机制，可以临时替代图（Graph）中操作(Operations)的输入张量（tensor），即把这些数据定义为占位变量，直到执行计算图之前才具体给定数据，再把这些数据以feed_dict的形式作为参数提供给sess.run()调用。feed机制按这种思路，上例改为：

# -*- coding: utf-8 -*-)
import tensorflow as tf

# 1. 创建两个占位变量，只定义数值类型和形状（shape），具体数值在计算图执行前给定
input1 = tf.placeholder(tf.float16,shape=[4])
input2 = tf.placeholder(tf.float16,shape=[4])

# 2. 定义操作（Operations）
output = tf.add(input1, input2)

# 3.  执行计算
with tf.Session() as sess:

    input_1 = [1.0, 1.0, 1.0, 1.0]
    input_2 = [2.0, 2.0, 2.0, 2.0]

    result = sess.run(output,feed_dict = {input1:input_1, input2:input_2})
    print result