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训练中自己生成的 Rollout,模型还能学到什么?小红书 AllSpark 提出 ROSS

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从自己生成的经验中学习,已成为大语言模型后训练的重要方式。 强化学习与 on-policy 蒸馏都依赖模型在训练中生成的 rollout。这些 rollout 用于当时的参数更新后,还能带来多少学习收益?

小红书 AllSpark Team 提出的ROSS,让模型重新学习训练中自己生成的 rollout:从历史记录中筛选有价值的轨迹与片段,保留完整上下文进行选择性监督,进一步巩固曾经探索到、却尚未稳定掌握的有效行为。

这一方法在Single-turn RL、多教师 on-policy 蒸馏(MOPD)和Agentic RL三类后训练场景中均带来了进一步提升,覆盖数学推理、代码生成、指令遵循和长程软件工程任务。无需额外生成新的策略 rollout,已有训练经验就能继续为模型提升提供学习信号。

论文题目:

ROSS: Relearning from Self-Generated Rollouts through Selective Supervision

论文链接:

https://arxiv.org/abs/2609.35954

Hugging Face:

https://huggingface.co/papers/2609.35954

GitHub 仓库(已开源):

https://github.com/AllSpark-Research/ROSS

01

训练结束后,那些 rollout 真的“过期”了吗?

今天的大语言模型后训练中,一种重要方式是让模型从自己生成的经验中学习。在强化学习(Reinforcement Learning,RL)和 on-policy 蒸馏(OPD)中,模型针对任务不断采样,生成解题过程、代码,或包含工具调用与环境反馈的交互轨迹。这些生成的回答与交互记录,统称为 rollout。

在 RL 中,训练流程根据任务结果获得奖励,用来更新策略;在 OPD 中,学生模型先生成自己的回答,再利用教师在这些输出上提供的反馈进行学习。多轮 Agentic RL 则让模型在与环境的反复交互中完成任务,再从交互结果中学习。随着参数更新,新的 rollout 不断产生,历史记录也随之积累。

一轮训练结束后,我们通常关注最终 checkpoint 的表现。那些已经参与过参数更新的 rollout,往往被视为训练的中间产物而丢弃。但它们记录的正确解法、有效尝试和关键修正,是否已经被最终模型充分吸收?

一个早期 checkpoint 可能偶然找到正确解法,也可能在走错几步后完成关键的自我纠正。随着策略继续更新,这些有效行为未必会稳定保留下来。模型曾经做到过,并不意味着最终 checkpoint 能够可靠地再次做到。历史 rollout 保存的,正是这些行为真实发生过的记录。

这些“旧轨迹”中,可能还有模型已经探索到、却没有学牢的经验。ROSS 回到训练记录中,筛选有学习价值的内容,让已有探索继续产生收益。

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图 1|历史经验的两面。左侧展示模型随训练演进时,早期发现的有效行为可能在当前输出分布中变得稀少;右侧展示一条最终成功的轨迹,其中仍然夹杂错误判断与反复尝试。(论文 Figure 1,第 1 页)

复用这些记录之前,需要回答两个问题:历史输出是否仍与当前模型相容?其中是否还有尚未被稳定掌握的有效行为?论文先从这两个方面考察历史经验的再学习价值。

02

历史 rollout 的兼容性与互补性

经历多轮参数更新后,旧轨迹还能为当前模型提供什么?论文从兼容性与互补性两个维度展开:前者关注历史输出与当前策略是否接近,后者关注其中是否仍有值得巩固的行为。

具体来说:

  • 兼容性(Compatibility):历史输出与当前模型生成分布的接近程度,为模型沿着已有的行为方式继续学习提供基础。

  • 互补性(Complementarity):历史经验是否保留了当前模型尚不能可靠复现的有效行为,为进一步巩固已有能力提供学习信号。

值得重新学习的历史经验,应当既与当前策略较为相容,又包含模型尚未稳定掌握的有效行为。分布上接近,让经验更适合被重新学习;行为上仍有巩固空间,让再学习有机会带来额外收益。

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图 2|什么样的经验值得重新学习?右上角代表高兼容性、高互补性的行为,是 ROSS 希望利用的经验。(论文 Figure 2,第 2 页)

兼容性:沿着已有的行为方式继续学习

再学习希望巩固训练中探索出的有效行为,也需要尽量保留模型已经获得的能力。与当前策略较为接近的监督目标,有利于模型沿着已有的行为方式继续学习,减少为适应差异较大输出而作出的调整,同时有望降低再学习对已有能力的干扰。这就是兼容性分析所要考察的维度。

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研究者选取了 100 道数学题,对每道题分别收集早期 checkpoint 的历史回答、当前模型的回答,以及外部教师 GLM-5.2 的回答,并计算它们在当前模型下的平均 token 负对数似然(NLL),作为响应层面兼容性的指标。NLL 衡量当前模型预测一段回答的难易程度;数值越低,说明这些输出在原有上下文下对模型而言越容易预测。

如上图所示,历史 rollout 与当前模型输出报告的平均 NLL 都为 0.120,外部教师输出为 0.520。在这组数学题上,历史输出仍较容易被当前模型预测,与当前策略表现出较高的兼容性。虽然这些轨迹已不再严格属于当前策略的 on-policy 数据,它们仍可为后续再学习提供与当前策略较为相容的监督。

不过,兼容性本身还不足以说明值得再学:如果某种行为已经能被当前模型稳定复现,重复学习它的额外价值可能有限。因此,论文接着考察历史记录中是否仍有尚未被充分巩固的有效行为。

互补性:曾经做对的事,还没有稳定做对

研究者从最困难的 100 道训练题中,保留历史 rollout 至少成功解决过一次的 98 道题,考察最终模型能否可靠地再次解决它们。最终模型对每道题采样 32 次,据此统计不同采样预算下的成功率。

结果显示,平均单次作答成功率pass@1 只有 37.7%;采样预算增加到 8 次时,pass@8 为 89.8%;增加到 32 次时,pass@32 达到 99.0%。这里的 pass@k 衡量在 k 次尝试中至少答对一次的成功率。98 道题中,有 74 道题的单次成功率不超过 50%。

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图 3b–c|历史上解决过的难题,对最终模型而言仍不够可靠;增加采样次数后,正确答案的覆盖率显著上升。(论文 Figure 3(b)(c),第 3 页)

在 32 次采样中,最终模型解决了其中 97 道题,说明这些题的正确解法仍然能够被生成出来。但单次作答的可靠性明显不足。能在多次尝试中做对,距离稳定做对,仍有一段空间。历史 rollout 保存了这些题被成功解决的过程,为巩固尚不可靠的表现提供了现成的示范。

历史输出仍与当前策略相容,其中的有效行为又尚未被稳定掌握,这正是历史经验值得再学一遍的原因。ROSS 回看训练中模型自己生成的 rollout,筛选有价值的监督内容,让已有探索继续产生收益。

最后答对了,整个过程就值得模仿吗?

历史记录中已有成功答案,直接拿来做监督微调(SFT)似乎很自然。不过,一次成功的解答也可能经历错误判断和反复修正。

图 1 右侧展示了这样的例子:问题要求计算“250,000 是 20,000 的百分之多少”。模型最后给出正确答案 1250%,中途却一度反向计算 20,000 / 250,000 = 0.08,怀疑答案是否为 8%,随后才检查题意、修正比例方向。

对结果验证器来说,这条轨迹已经过关;对模仿学习来说,它却同时包含错误判断、自我纠正和正确计算。整段监督会同时鼓励模型复现这些内容。类似地,一次最终修复了问题的代码交互,也可能先经历错误实现、无效排查,再依靠测试反馈完成恢复。

结果验证确认任务是否成功,片段审核判断哪些行为值得学习。ROSS 在通过验证的轨迹中进一步筛选模仿目标。

03

ROSS:基于选择性监督的历史经验再学习

ROSS 的全称是Relearning from Self-Generated Rollouts through Selective Supervision。它的核心思路是:让模型看到完整经历,把监督集中在值得学习的部分。在原有训练结束后,ROSS 通过以下流程完成一个额外的离线 SFT 阶段:

  1. 筛选成功轨迹。 用任务验证器检查历史 rollout:数学任务验证最终答案,代码任务使用可执行检查或单元测试,Agent 任务使用环境提供的成功信号。

  2. 审核可学习的片段。 使用大语言模型作为审核器(LLM judge),设计一套pipeline,结合任务与验证证据检查成功轨迹,定位适合模仿的原始内容。无法从原文中获得可靠监督目标的样本会被舍弃。

  3. 执行带掩码的 SFT。从上游训练的最终 checkpoint 出发,保留轨迹上下文,只对选中的模型生成 token 计算训练损失。

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图 4|ROSS 流程:历史轨迹 → 结果验证 → 片段审核 → 带掩码的 SFT。下方展示同一条轨迹中不同 token 的监督状态。(论文 Figure 4,第 4 页)

用审核器定位有效监督片段

实验使用 GLM-5.2 的 high-thinking 模式担任 LLM judge,对保存的 rollout 进行离线审核。审核器负责选择,监督目标取自原始轨迹。 审核过程不重写答案或补写推理,模型学习的内容均来自它自己曾经生成的输出。

不同类型的数据使用不同审核方式:

  • 数学和代码回答:从原文中选取能组成正确、完整解答的片段,再独立复核。选取边界可根据复核结果修正;原文无法提供可靠解答的样本则被舍弃。

  • Agent 轨迹:结合完整交互历史与工具反馈,先确认模型输出中的错误,再定位需要排除的原文片段。

选中的片段还要经过程序检查,确认它们能准确匹配原文、边界明确,并与保存的 token 对齐。通过检查后,选取结果被转换为训练使用的二值监督掩码。具体审核协议见论文附录 E。

保留完整上下文,让修正有据可循

监督掩码决定一个可监督的模型生成 token 是否参与 SFT 损失计算:

  • m = 1:作为监督目标,参与损失计算。

  • m = 0:不作为监督目标,仍留在原始序列中。

用户输入、工具返回和环境观察始终只作为上下文。

被排除出监督的内容,没有从轨迹里删除。模型学习后续正确行为时,仍然能看到它发生之前的完整历史。

以代码修复为例:模型先作出错误判断,测试暴露问题,随后根据报错修正实现。前面的尝试和反馈交代了修正的原因。剪去这段历史,就改变了模型学习修正动作时所依据的上下文。

ROSS 因而保留完整原文,让选中的 token 仍然基于当时的前缀进行预测。错误尝试可以作为理解后续行为的上下文,而无需同时成为模仿目标。这就是Full context, selective targets,也是这一设计适合长程 Agent 轨迹的重要原因。

04

从数学到 Agent:训练结束后,旧经验仍能带来提升

论文基于Qwen3.6-35B-A3B,在single-turn RL、多教师 on-policy 蒸馏(MOPD)和多轮 Agent 强化学习(Agentic RL)三类实验设置中检验 ROSS。这些流程都依赖模型自身生成的 rollout,覆盖不同的任务、反馈方式与轨迹长度。

这里的“单轮”指每条 rollout 中的交互轮次:给定一个输入,模型生成一次完整回答,随后由验证器评分,并据此更新策略。一次回答可以包含多步推理或自我纠正。本文的单轮 RL 实验涵盖数学推理与代码生成;MOPD 也采用单轮生成,通过教师反馈提供蒸馏信号。多轮 Agentic RL 则在同一条 rollout 中反复进行“生成动作—调用工具—读取环境反馈—继续生成”,直到任务结束。

下文用Upstream表示原有 RL 或 MOPD 训练结束后的模型,用Base表示启动该训练的底座。数学与代码的单轮 RL 实验,以及覆盖数学、代码和指令遵循的 MOPD 实验,均采用 no-thinking 配置,统一报告 SFT 训练 3 个 epoch 后的成绩;多轮 Agentic RL 实验的训练与评测保留 thinking,并使用单独的长上下文训练配置。

单轮 RL 与 MOPD 实验结果

表中的两类对照方法都从对应的 Upstream checkpoint 出发:

  • Continued RL / Continued MOPD(继续上游训练):沿用原有流程,继续生成新的 rollout,并用奖励或教师反馈更新模型。数学和代码 RL 各追加 2 个 epoch;MOPD 从 200-step checkpoint 再训练 200 steps。

  • Positive-Rollout SFT(成功轨迹监督微调):取历史窗口内所有通过任务验证的成功 rollout,直接对其中全部可监督的模型生成内容进行 SFT。它复用已有输出,不经过 ROSS 后续的片段审核与选择。用户输入、工具返回和环境观察仍只作为上下文。

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表 1|单轮任务的主要结果。上半部分是独立的数学、代码 RL 实验,下半部分是覆盖数学、代码和指令遵循的 MOPD。分数单位为 %,越高越好。(论文 Table 1,第 6 页)

先看数学与代码的单轮 RL 实验。模型已经完成相应任务的强化学习训练,ROSS 再利用期间保存的 rollout,将数学平均分从75.19% 提升至 76.98%,代码平均分从42.09% 提升至 44.21%,分别提高 1.79 和 2.12 个百分点,取得表中数学与代码任务各自的最佳平均成绩。

在同时覆盖数学、代码和指令遵循的 MOPD 中,从均分58.40%的 Upstream 出发,继续 MOPD 得到59.16%;直接对成功轨迹做 SFT 得到57.70%;ROSS 达到62.20%,比 Upstream 提高 3.80 个百分点,六项评测均有提升。

在这组对照中,直接对成功轨迹做 SFT 后均分下降,经过筛选并施加选择性监督的 ROSS 则取得了提升。历史经验的复用效果,与如何选择学习内容密切相关。

Agentic RL :长程软件工程任务

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Agent 任务把经验复用带到了更长的交互过程。模型需要理解仓库、搜索文件、修改实现,再根据测试与报错继续行动;后续正确动作往往依赖此前的尝试和环境反馈。

论文复用 OpenSWE 任务上的 AgenticRL 历史轨迹,并在独立保留的 SWE-bench Verified 上评测,检验 ROSS 能否将单轮任务中的收益延伸到长程软件工程任务。

在 SWE-bench Verified 上,Base 的任务解决率为60.80%,完成 Agentic RL 后的 Upstream 达到 64.20%。复用成功轨迹后,Positive-Rollout SFT 达到65.20%,ROSS 则进一步达到68.40%,比 Upstream 提高 4.20 个百分点。

这一比较固定了 Codex agent scaffold、Harbor 环境、工具接口和执行预算,评测中改变的是策略 checkpoint。结果表明,ROSS 的收益也能延伸到需要反复调用工具、读取反馈和修改代码的长程任务。

05

消融实验:轨迹筛选与片段监督

Token 级选择性监督的贡献

回顾前面的审核流程,通过任务验证的成功轨迹还会接受进一步打标。如果原始记录中无法选出可靠的监督目标,例如必须保留已确认的错误或补写缺失推理才能组成有效解答,ROSS 会舍弃整条轨迹;候选片段也需要通过原文匹配与 token 对齐检查。对于最终保留的轨迹,ROSS 保持完整上下文,只对选中的模型生成 token 计算损失。

因此,审核既会改变保留哪些样本,也会改变每个样本中哪些 token 参与监督。消融实验分别考察这两层选择的作用:

  • Positive-Rollout SFT:仅按任务结果筛选。使用历史窗口内所有通过验证的成功轨迹,对全部可监督的模型生成 token 计算损失。

  • ROSS w/o mask:保留审核后的样本,移除片段监督掩码。w/o 表示 without。使用与完整 ROSS 相同的审核后轨迹集,整条轨迹的舍弃决定仍然保留;训练时,对保留轨迹中全部可监督的模型生成 token 计算损失,包括完整 ROSS 原本会排除出监督的片段。

  • 完整 ROSS:保留审核后的样本,并施加片段监督掩码。 使用与 ROSS w/o mask 完全相同的样本和上下文,只对审核选中的模型生成 token 计算损失。

三种设置都只监督模型生成内容。Positive-Rollout SFT 与 ROSS w/o mask 的对照反映进一步筛选轨迹的作用;ROSS w/o mask 与完整 ROSS 的对照则固定了样本和上下文,用于考察片段级选择性监督带来的额外收益。

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表 3|轨迹筛选与 token 级掩码的作用。ROSS w/o mask 和完整 ROSS 的样本、上下文相同,区别在于监督掩码。(论文 Table 3,第 7 页)

MOPD 均分从 Positive-Rollout SFT 的 57.70%,提高到 ROSS w/o mask 的 58.49%,说明轨迹筛选已经带来收益。在此基础上,保持样本与上下文相同,完整 ROSS 达到 62.20%。选择性监督进一步带来了3.71 个百分点的提升。

数学与代码的单轮 RL 实验中也有类似趋势。相较 ROSS w/o mask,完整 ROSS 的 LCB Gen 提高 1.91个百分点,OJBench 提高0.43个百分点,数学平均分提高0.66 个百分点。

即使已经通过结果验证和轨迹筛选,同一条记录中仍有学习价值不同的内容。这组对照表明,将监督进一步细化到 token,能在相同样本和上下文上获得额外收益。

训练留下的价值,还在模型自己生成的轨迹里

历史 rollout 能帮助 Upstream 继续提升,也引出了另一个问题:如果不继承这轮训练的参数更新,仅重新学习它留下的行为记录,还能获得多少收益?

研究者在 Math RL、Code RL 和 MOPD 中分别做了同一组对照:固定历史轨迹、监督掩码和 SFT 配置,只改变 ROSS 的初始化 checkpoint:

  • 从 Upstream 出发:继承原始 RL/MOPD 的参数更新,再学习训练期间保存的历史 rollout。

  • 从 Base 出发:回到这轮 RL/MOPD 开始前的模型,用同一批轨迹和掩码进行 ROSS 训练。

这里的 Base 与 Upstream 是同一底座模型在这轮后训练前后的两个 checkpoint。历史轨迹都来自原始 RL/MOPD 过程中的模型自身采样;Base 初始化的实验直接复用这些记录,不重新生成一批 rollout。

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表 4|不同初始化下的 ROSS。两组训练使用相同轨迹和掩码;Math 为数学平均分,Code 为 LCB Gen,IF 为 IFBench。(论文 Table 4,第 8 页)

Upstream 在重新学习前的成绩更高,经过 ROSS 后,两种初始化的表现相当接近。在 Math RL 中,从 Base 和 Upstream 出发的数学平均分分别为 77.09% 和 76.98%;在 Code RL 中,两者的 LCB Gen 分别为 61.33% 和 61.05%。MOPD 的三项评测也呈现了相近的结果。

Base 未继承这轮 RL/MOPD 的参数更新,通过同一批历史记录训练后,也达到了接近 Upstream 初始化的成绩。这支持了一个有价值的观察:训练中发现的有效行为,可以经由保存下来的 rollout,在不同初始化的 checkpoint 中被重新学习和巩固。 这里的证据来自同一底座模型在后训练前后的两种初始化。

一轮后训练因而留下了两种可继续利用的积累:

  • 模型参数(Weights):承载训练结束时已经学到的能力,作为后续训练和推理的起点。

  • 行为经验(Behavioral Experience):记录模型在训练中实际生成过的解法、尝试与修正,其中有价值的内容可以被筛选出来,再次转化为学习信号。

从自身 rollout 中继续学习,让已经投入的探索成本有机会产生后续收益:原始 RL/MOPD 完成探索并积累记录,ROSS 再通过审核与选择性监督,将其中的有效行为用于后续训练,无需额外生成策略 rollout。

将模型自己生成的 rollout 保存为可复用的训练资产,就为已有探索多保留了一条转化为能力的路径。

06

被排除内容的主要类型

为了了解选择性监督具体排除了什么,论文抽样分析了1,185 条包含被掩码内容的数学和代码轨迹,并按排除内容为每条轨迹分配一个主要类别。

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图 6|被排除内容的类别分布。早期对应 rollout steps 1–20,晚期对应 81–100;数学早晚各 300 条,代码早晚分别为 290 和 295 条。(论文 Figure 6,第 19 页)

两个领域的模式不同:

  • 数学中,以“错误后被纠正”(Corrected mistake)为主。模型先作出明确错误判断,随后识别并修正。这一类别在早期和晚期数学样本中分别占 72.7% 和 68.3%。

  • 代码中,以“冗余探索”(Redundant exploration)为主。包括过度规划、绕路或最终放弃的探索。这一类别从早期的 67.9% 增加到晚期的 76.6%。

这些比例以抽样的掩码轨迹为统计单位,表示各主要类别在该样本中的占比。数学中的纠错、代码中的绕路,都说明成功轨迹内部仍有必要区分哪些行为适合模仿。

输出分布逐渐集中,片段筛选仍有必要

论文还跟踪了数学和代码 RL 的前 100 个 rollout steps,观察需要排除的内容如何随训练变化。分析同时记录策略熵与监督目标排除率(Target Exclusion Rate,TER);TER 统计的是保留轨迹的回答内容 token 中,未被选为监督目标的比例。

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图 5|策略熵下降,并未伴随监督目标排除率趋近于零。细线为每步数值,粗线为 8 步移动平均。(论文 Figure 5,第 8 页)

两类模型的策略熵都明显下降,输出分布逐渐集中。但从早期窗口到晚期窗口,数学 TER 仅从 11.60% 降至 9.27%,代码 TER 则从 22.65% 升至 28.07%。

在这两组实验中,输出分布逐渐集中,需要排除的监督内容仍然存在。当奖励主要取决于最终结果时,局部错误、放弃的分支与后续修正可以共同出现在一条正奖励轨迹中。重新做 SFT 时,仍需要逐段判断它们的监督价值。

审核也需要区分无效绕路与必要探索。正确的复核应当保留,合理的信息探测即使返回负面结果,也可能有价值。ROSS 结合任务、原始行为及环境证据作出判断,避免仅凭步骤长短筛选内容。

将历史 rollout 作为可复用训练资产,让已有探索继续转化为能力

训练结束后,checkpoint 承载着已经学到的能力,历史 rollout 则保留了探索过程中的具体行为。ROSS 在单轮 RL、MOPD 和多轮 Agentic RL 中的结果说明,这些记录仍能为后续训练提供有用的学习信号。

采样、奖励与教师反馈推动模型探索有效行为;回看历史、选择监督目标,让这些经验得到进一步巩固。保留完整上下文,再对适合模仿的片段施加监督,是 ROSS 连接这两个阶段的方式。在工程上,ROSS 复用已有 rollout,延续生成、环境交互和验证投入的价值。再学习阶段需要额外的离线审核和 SFT,无需额外生成策略 rollout。

模型曾经找到的解法、有效动作和关键修正,值得在训练结束后再学一遍。ROSS 让这些保存在自身 rollout 中的经验继续发挥作用,把曾经做对过的事,进一步巩固为更稳定的能力。

ROSS 已开源!欢迎访问

https://github.com/AllSpark-Research/ROSS

了解方法实现与使用细节,也欢迎通过 Issue 交流反馈。

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作者简介

  • 张志伟,AllSpark Pevek 组算法实习生,香港中文大学在读博士生。

  • 邓画予,AllSpark Pevek 组算法实习生,上海交通大学在读博士生。目前已发表7篇CCF-A类顶会论文,主要研究方向为大语言模型后训练。

  • 沐川,AllSpark Pevek 组负责人。

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