airflow使用指南-机器学习工程自动化

airflow使用指南

1.airflow简介

Apache Airflow是一个开源工作流管理平台。它可以帮助您实现数据管道和ML管道的自动化,并在行业中广泛应用。您可以进行摄入、执行ETL、执行ML任务,并将日常工作自动化。

大家都知道,很多机器学习的算法,是需要不断的迭代更新参数的,不是一次性实现的,在面对许多这样的机器学习工程时,我们总不能每个工程都要定时去运行,调度,airflow这个平台,就是将我们所有的机器学习工程整合起来,成为不同的工程流水线,统一调度,配置

Airflow 是通过 DAG(Directed acyclic graph 有向无环图)来管理任务流程的任务调度工具,不需要知道业务数据的具体内容,设置任务的依赖关系即可实现任务调度。

1.1 DAG

有向无环图指的是一个无回路的有向图。如果有一个非有向无环图,且A点出发向B经C可回到A,形成一个环。将从C到A的边方向改为从A到C,则变成有向无环图。有向无环图的生成树个数等于入度非零的节点的入度积。

airflow使用指南-机器学习工程自动化

2. airflow架构

先用一张图看一个airlflow的工作流程图:
airflow使用指南-机器学习工程自动化
从图中看,我们可以写很多的机器学习代码,分别为worker1、worker…。这些就是airflow平台需要执行的任务进程。

  • Executor:执行器,用来执行这些机器学习进程的组件
  • Scheduler:调度器,用来定义这些机器学习进程,执行的先后顺序,比如机器学习先做数据预处理,再特征处理
  • Web Server:就是一个前端服务器,最后执行完这样一个airflow进程,我们所有的机器学习工程都可以在airflow平台的WebUI上进行操作,监控进程,触发进程等。
  • meta data:保存我们执行进程的一些信息

这里有个地方需要知道,进程就是我们一个机器学习任务中不同的步骤,多个进程结合起来成为一个完整的机器学习任务,在airflow架构中,需要对进程进行排序前后处理,对任务也要进行前后处理。

进程的排序是由Scheduler完成,而任务是由Dags完成。

3.airflow核心模块

3.1 模块

  • DAGs:即有向无环图(Directed Acyclic Graph),将所有需要运行的tasks按照依赖关系组织起来,描述的是所有tasks执行顺序。
  • Operators:可以简单理解为一个class,描述了DAG中某个的task具体要做的事。其中,airflow内置了很多operators,如BashOperator执行一个bash 命令,PythonOperator 调用任意的Python 函数,EmailOperator用于发送邮件,HTTPOperator 用于发送HTTP请求, SqlOperator用于执行SQL命令等等,同时,用户可以自定义Operator,这给用户提供了极大的便利性。
  • Tasks:Task 是Operator的一个实例,也就是DAGs中的一个node。 Task Instance:task的一次运行。Web界面中可以看到task instance 有自己的状态,包括"running", “success”,“failed”,“skipped”, "up for retry"等。
  • Task Relationships:DAGs中的不同Tasks之间可以有依赖关系,如 Task1 >>Task2,表明Task2依赖于Task2了。 通过将DAGs和Operators结合起来,用户就可以创建各种复杂的工作流(workflow)

3.2 Operators模块

DAG 定义一个作业流,Operators 则定义了实际需要执行的作业。airflow 提供了许多 - Operators 来指定我们需要执行的作业:

  • BashOperator - 执行 bash 命令或脚本。
  • SSHOperator - 执行远程 bash 命令或脚本(原理同paramiko 模块)。
  • PythonOperator - 执行 Python 函数。
  • EmailOperator - 发送Email。
  • HTTPOperator - 发送一个 HTTP 请求。
  • MySqlOperator, SqliteOperator,PostgresOperator, MsSqlOperator, OracleOperator, JdbcOperator, 等,执行SQL 任务。
  • DockerOperator, HiveOperator, S3FileTransferOperator,
    PrestoToMysqlOperator, SlackOperator 你懂得。除了以上这些 Operators 还可以方便的自定义
    Operators 满足个性化的任务需求。

我们最常用的就是BashOperator。像这样导入模块

from airflow import DAG
from airflow.operators.bash_operator import BashOperator

4.airflow安装与使用

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