Построение отложенных пайплайнов

Параллельное программирование с Dask на Python

James Fulton

Climate Informatics Researcher

Фрагменты данных

Диаграмма: набор данных помещается на жёстком диске, но не помещается в RAM.

Диаграмма: набор данных разбит на части. Весь набор не помещается в RAM, но каждая часть — помещается.

Набор данных песен Spotify

files = [
  '2005_tracks.csv',
  '2006_tracks.csv',
  '2007_tracks.csv',
  '2008_tracks.csv',
  '2009_tracks.csv',
  '2010_tracks.csv',
  ...
  '2020_tracks.csv',
]

Набор данных песен Spotify

                       name  duration_ms release_date  ...
0     Aldrig (feat. Carmon)       247869   2019-01-01  ...
2  2019 - The Year to Build       288105   2019-01-01  ...
3                 Na zawsze       186812   2019-01-01  ...
4         Humo en la Trampa       258354   2019-01-01  ...
5                     Au Au       176000   2019-01-01  ...
...                     ...          ...          ...  ...

Анализ данных

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    # Load each file
    df = pd.read_csv(file)

    # Find maximum track length in each file
    max_length = df['duration_ms'].max()

    # Store this maximum
    maximums.append(max_length)


# Find the maximum of all the maximum lengths
absolute_maximum = max(maximums)

Анализ данных

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    # Load each file
    df = delayed(pd.read_csv)(file) # <------- delay loading
    # Find maximum track length in each file
    max_length = df['duration_ms'].max()
    # Store this maximum
    maximums.append(max_length)

# Find the maximum of all the maximum lengths
absolute_maximum = max(maximums)

Анализ данных

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    # Load each file
    df = delayed(pd.read_csv)(file) # <------- delay loading
    # Find maximum track length in each file
    max_length = df['duration_ms'].max()
    # Store this maximum
    maximums.append(max_length)

# Find the maximum of all the maximum lengths
absolute_maximum = delayed(max)(maximums) # <------- delay max() function

Использование методов отложенного объекта

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    df = delayed(pd.read_csv)(file)
    # Use the .max() method
    max_length = df['duration_ms'].max()

    maximums.append(max_length)


absolute_maximum = delayed(max)(maximums)

print(max_length)

Delayed('max-0602855d-3ee6-4c43-a4d2-...')

Методы и свойства отложенного объекта возвращают новые отложенные объекты

print(df.shape)
print(df.shape.compute())

Delayed('getattr-bc1e8838ab...')
(11907, 12)

Использование методов отложенного объекта

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    df = delayed(pd.read_csv)(file)
    # Use a method which doesn't exist
    max_length = df['duration_ms'].fake()

    maximums.append(max_length)


absolute_maximum = delayed(max)(maximums)

print(max_length)

Delayed('max-6c026036-5daf-4b2-...')

Методы выполняются только после вызова .compute()

print(max_length.compute())

...
AttributeError: 'Series' object has no 
attribute 'fake'

Использование методов отложенного объекта

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    df = delayed(pd.read_csv)(file)

    max_length = df['duration_ms'].max()
    # Add delayed object to list
    maximums.append(max_length)

# Run delayed max on delayed objects list
absolute_maximum = delayed(max)(maximums)

maximums — список отложенных объектов

print(maximums)

[Delayed('max-80b...'), 
Delayed('max-fa15d...', 
...]

Вычисление списков отложенных объектов

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    df = delayed(pd.read_csv)(file)

    max_length = df['duration_ms'].max()
    # Add dalayed object to list
    maximums.append(max_length)

# Compute all the maximums
all_maximums = dask.compute(maximums)

print(all_maximums)

([2539418, 4368000, ...
... 4511716, 4864333],)

Вычисление списков отложенных объектов

import pandas as pd

maximums = []

for file in files:
    df = delayed(pd.read_csv)(file) 

    max_length = df['duration_ms'].max()

    maximums.append(max_length)

# Compute all the maximums
all_maximums = dask.compute(maximums)[0]

print(all_maximums)

[2539418, 4368000, ...
... 4511716, 4864333]

Откладывать или не откладывать

def get_max_track(df):
    return df['duration_ms'].max()

for file in files:
    df = delayed(pd.read_csv)(file) 
    # Use function to find max
    max_length = get_max_track(df)

    maximums.append(max_length)


absolute_maximum = delayed(max)(maximums)

Более глубокий граф задач

absolute_maximum.visualize()

Граф задач, описывающий шаги для вычисления абсолютного максимума по всем файлам. Граф большой, но простой.

Давайте потренируемся!

Параллельное программирование с Dask на Python