Cześć, nazywam się Dmitrij Logwinenko—Inżynier danych w dziale analityki grupy firm „Wiezot”.
Opowiem wam o wspaniałym narzędziu do tworzenia procesów ETL—Apache Airflow. Ale Airflow jest tak wszechstronny, że warto mu się przyjrzeć nawet, jeśli nie zajmujecie się przetwarzaniem danych, a raczej potrzebujecie okresowo uruchomić jakieś procesy i monitorować ich wykonanie.
Tak, nie tylko będę opowiadał, ale również pokazywał: program zawiera wiele kodu, zrzutów ekranu i rekomendacji.

Co zazwyczaj widzisz, gdy guglę Airflow / Wikimedia Commons
Spis treści
Wprowadzenie
Apache Airflow—jest jak Django:
- napisany w Pythonie,
- ma świetny panel administracyjny,
- nieograniczone możliwości rozbudowy,
— tylko lepszy, stworzony do zupełnie innych celów, a mianowicie (jak napisano wcześniej):
- uruchamianie i monitorowanie zadań na nieograniczonej liczbie maszyn (na ile pozwoli ci Celery/Kubernetes i twoje sumienie)
- z dynamicznym generowaniem workflow z bardzo prostego do napisania i zrozumienia kodu Python
- i możliwością łączenia ze sobą dowolnych baz danych i API za pomocą zarówno gotowych komponentów, jak i stworzonych przez siebie wtyczek (co jest niezwykle proste).
Używamy Apache Airflow w taki sposób:
- zbieramy dane z różnych źródeł (wiele instancji SQL Server i PostgreSQL, różne API z metrykami aplikacji, nawet 1C) do DWH i ODS (w naszym przypadku to Vertica i Clickhouse).
- jak zaawansowany
cron, który uruchamia procesy konsolidacji danych w ODS oraz monitoruje ich konserwację.
Do niedawna nasze potrzeby były zaspokojone przez jeden mały serwer z 32 rdzeniami i 50 GB pamięci. W Airflow działa:
- ponad 200 DAG-ów (właściwie workflow, w które załadowaliśmy zadania),
- w każdym średnio po 70 zadań,
- to dobra rzecz uruchamiana (też średnio) raz na godzinę.
A o tym, jak się rozwijaliśmy, napiszę poniżej, a teraz zdefiniujmy über-zadanie, które będziemy rozwiązywać:
Mamy trzy instancje SQL Server, każda z nich z 50 bazami danych — instancjami jednego projektu, co oznacza, że ich struktura jest podobna (prawie wszędzie, muahaha), co sprawia, że w każdej z nich znajduje się tabela Orders (można bez problemu wpasować taką tabelę w każdą firmę). Zbieramy dane, dodając pola pomocnicze (serwer źródłowy, baza źródłowa, identyfikator zadania ETL) i naiwności rzucimy je do, powiedzmy, Vertica.
Zaczynamy!
Część główna, praktyczna (i trochę teoretyczna)
Po co nam (i wam) to?
Kiedy drzewa były duże, a ja byłem prostym SQL-pracownikiem w jednej z rosyjskich sieci detalicznych, zajmowaliśmy się procesami ETL, czyli strumieniami danych, za pomocą dwóch dostępnych nam narzędzi:
- Informatica Power Center — to niezwykle zaawansowany system, bardzo wydajny, z własnym sprzętem i własnym wersjonowaniem. Używałem może 1% jego możliwości. Dlaczego? Po pierwsze, ten interfejs jakoś z lat 00 psychicznie na nas naciskał. Po drugie, to narzędzie jest przystosowane do niezwykle skomplikowanych procesów, szałowego ponownego wykorzystania komponentów i innych ważnych funkcji dla przedsiębiorstw. O tym, że kosztuje jak skrzydło Airbus A380 rocznie, milczymy.
Uwaga, zrzut ekranu może sprawić ból osobom poniżej 30. roku życia

- SQL Server Integration Server — to towarzyszący nam w naszych wewnętrznych strumieniach projektowych. A tak naprawdę: SQL Server już używamy, więc nie używać jego narzędzi ETL byłoby jakoś nieodpowiedzialnie. Wszystko w nim jest dobrze: interfejs piękny, a raporty wykonania... Ale nie za to kochamy produkty programowe, o nie, nie za to. Możemy wersjonować jego
dtsx(który jest XML-em z mieszającymi się podczas zapisywania węzłami), ale po co? A zrobienie pakietu zadań, który przeniesie setkę tabel z jednego serwera na drugi? Tak, nawet jeśli masz dwadzieścia, palec wskazujący odpadnie ci od klikania w mysz. Ale zdecydowanie wygląda bardziej stylowo:
Zdecydowanie szukaliśmy wyjść. Sprawa nawet prawie doszła do samodzielnego generatora pakietów SSIS…
… a potem znalazła mnie nowa praca. A tam dotarł do mnie Apache Airflow.
Kiedy dowiedziałem się, że opisy procesów ETL to po prostu kod Pythona, prawie nie tańczyłem z radości. W ten sposób strumienie danych poddano wersjonowaniu i diffom, a zrzucenie tabel z jednolitą strukturą z setki baz danych do jednego celu stało się zadaniem w kodzie Pythona na półtorej do dwóch ekranów 13 cali.
Budujemy klaster
Nie róbmy z tego przedszkola i nie mówmy o zupełnie oczywistych rzeczach, takich jak instalacja Airflow, wybranej przez Was bazy danych, Celery i innych rzeczy opisanych w dokumentacji.
Abyśmy mogli od razu przystąpić do eksperymentów, naszkicowałem docker-compose.yml w którym:
- Zbudujemy właściwie Airflow: Scheduler, Webserver. Tam również będzie działać Flower do monitorowania zadań Celery (ponieważ już go wpakowali w
apache/airflow:1.10.10-python3.7, a my nie mamy nic przeciwko); - PostgreSQL, w którym Airflow będzie zapisywał swoje informacje operacyjne (dane planisty, statystyki wykonania itd.), a Celery – oznaczał zakończone zadania;
- Redis, który będzie pełnił rolę brokera zadań dla Celery;
- Celery worker, który zajmie się bezpośrednim wykonywaniem zadań.
- Do folderu
. /dagsbędziemy wrzucać nasze pliki z opisem DAG-ów. Będą one pobierane na bieżąco, więc nie ma potrzeby zerowania całego stosu po każdym drobnym błędzie.
W niektórych miejscach kod w przykładach jest podany niekompletnie (aby nie zaśmiecać tekstu), a gdzie indziej modyfikuje się w trakcie. Pełne, działające przykłady kodu można znaleźć w repozytorium. .
docker-compose.yml
wersja: '3.4'
x-airflow-config: &airflow-config
AIRFLOW__CORE__DAGS_FOLDER: /dags
AIRFLOW__CORE__EXECUTOR: CeleryExecutor
AIRFLOW__CORE__FERNET_KEY: MJNz36Q8222VOQhBOmBROFrmeSxNOgTCMaVp2_HOtE0=
AIRFLOW__CORE__HOSTNAME_CALLABLE: airflow.utils.net:get_host_ip_address
AIRFLOW__CORE__SQL_ALCHEMY_CONN: postgres+psycopg2://airflow:airflow@airflow-db:5432/airflow
AIRFLOW__CORE__PARALLELISM: 128
AIRFLOW__CORE__DAG_CONCURRENCY: 16
AIRFLOW__CORE__MAX_ACTIVE_RUNS_PER_DAG: 4
AIRFLOW__CORE__LOAD_EXAMPLES: 'False'
AIRFLOW__CORE__LOAD_DEFAULT_CONNECTIONS: 'False'
AIRFLOW__EMAIL__DEFAULT_EMAIL_ON_RETRY: 'False'
AIRFLOW__EMAIL__DEFAULT_EMAIL_ON_FAILURE: 'False'
AIRFLOW__CELERY__BROKER_URL: redis://broker:6379/0
AIRFLOW__CELERY__RESULT_BACKEND: db+postgresql://airflow:airflow@airflow-db/airflow
x-airflow-base: &airflow-base
image: apache/airflow:1.10.10-python3.7
entrypoint: /bin/bash
restart: always
volumes:
- ./dags:/dags
- ./requirements.txt:/requirements.txt
usługi:
# Redis jako broker Celery
broker:
image: redis:6.0.5-alpine
# DB dla metadanych Airflow
airflow-db:
image: postgres:10.13-alpine
environment:
- POSTGRES_USER=airflow
- POSTGRES_PASSWORD=airflow
- POSTGRES_DB=airflow
volumes:
- ./db:/var/lib/postgresql/data
# Główna kontener z Airflow Webserver, Scheduler, Celery Flower
airflow:
<<: *airflow-base
environment:
<
-c " sleep 10 &&
pip install --user -r /requirements.txt &&
/entrypoint initdb &&
(/entrypoint webserver &) &&
(/entrypoint flower &) &&
/entrypoint scheduler"
ports:
# Celery Flower
- 5555:5555
# Airflow Webserver
- 8080:8080
# Pracownik Celery, będzie skalowany za pomocą `--scale=n`
worker:
<<: *airflow-base
environment:
<
-c " sleep 10 &&
pip install --user -r /requirements.txt &&
/entrypoint worker"
depends_on:
- airflow
- airflow-db
- brokerUwagi:
- W konfiguracji kompozycji w dużej mierze bazowałem na znanym obrazie — koniecznie sprawdź. Może w życiu nie będziesz potrzebował niczego więcej.
- Wszystkie ustawienia Airflow są dostępne nie tylko przez
airflow.cfg, ale także przez zmienne środowiskowe (chwała programistom), z czego świadomie skorzystałem. - Oczywiście, nie jest to gotowe do produkcji: celowo nie ustawiłem heartbeatów dla kontenerów, nie przejmowałem się zabezpieczeniami. Ale zrobiłem minimum potrzebne do naszych eksperymentów.
- Zwróć uwagę, że:
- Folder z DAG-ami musi być dostępny zarówno dla planisty, jak i dla pracowników.
- To samo dotyczy wszystkich zewnętrznych bibliotek — wszystkie muszą być zainstalowane na maszynach z planistą i pracownikami.
A teraz po prostu:
$ docker-compose up --scale worker=3Po tym, jak wszystko się uruchomi, można spojrzeć na interfejsy webowe:
- Airflow:
- Flower:
Podstawowe pojęcia
Jeśli nic nie zrozumiałeś z tych wszystkich „dagów”, oto krótki słowniczek:
- Scheduler — najważniejszy człowiek w Airflow, który kontroluje, aby pracowały roboty, a nie człowiek: monitoruje harmonogram, aktualizuje dagi, uruchamia zadania.
Ogólnie rzecz biorąc, w starych wersjach miał problemy z pamięcią (nie, nie amnezja, a wycieki) i w konfiguracjach pozostał nawet parametr legacyny
run_duration— interwał jego ponownego uruchomienia. Ale teraz wszystko jest w porządku. - DAG (znany również jako „dag”) — „graf acykliczny skierowany”, ale taka definicja niewiele komu powie, a w zasadzie to kontener dla współdziałających ze sobą zadań (patrz poniżej) lub odpowiednik Package w SSIS i Workflow w Informatica.
Oprócz dagów mogą być też subdagy, ale prawdopodobnie do nich nie dojdziemy.
- DAG Run — zainicjowany dag, któremu przypisany jest swój
execution_date. Dagruny jednego daga mogą działać równolegle (jeśli oczywiście uczynisz swoje zadania idempotentnymi). - Operator — to fragmenty kodu odpowiedzialne za realizację konkretnego działania. Istnieją trzy typy operatorów:
- akcja, jak na przykład nasz ulubiony
PythonOperator, który potrafi wykonać dowolny (prawidłowy) kod Python; - transfer, które przenoszą dane z miejsca na miejsce, powiedzmy,
MsSqlToHiveTransfer; - sensor pozwoli reagować lub spowolnić dalsze wykonanie dana do wystąpienia jakiegoś zdarzenia.
HttpSensormoże zainicjować wskazany punkt końcowy, i kiedy uzyska odpowiedni wynik, uruchomić transferGoogleCloudStorageToS3Operator. Ciekawski umysł zapyta: „po co? Przecież można robić powtórzenia bezpośrednio w operatorze!” A potem, aby nie zaśmiecać puli zadań zawieszonymi operatorami. Sensor uruchamia się, sprawdza i umiera do następnej próby.
- akcja, jak na przykład nasz ulubiony
- Task — zadeklarowane operatory, niezależnie od rodzaju i przypisane do daga, zdobywają status zadania.
- Task instance — kiedy generał-planista zdecydował, że zadania należy wysłać do wykonawców-robotników (bezpośrednio na miejscu, jeśli używamy
LocalExecutorlub na zdalnym węźle w przypadkuCeleryExecutor), przypisuje im kontekst (tj. zestaw zmiennych — parametrów wykonania), rozwija wzorce komend lub zapytań i umieszcza je w puli.
Generujemy zadania
Na początku określimy ogólny schemat naszego daga, a potem będziemy coraz bardziej zagłębiać się w szczegóły, ponieważ stosujemy pewne nietrywialne rozwiązania.
Zatem w najprostszym przypadku taki dag będzie wyglądał tak:
od datetime import timedelta, datetime
from airflow import DAG
from airflow.operators.python_operator import PythonOperator
from commons.datasources import sql_server_ds
dag = DAG('orders',
schedule_interval=timedelta(hours=6),
start_date=datetime(2020, 7, 8, 0))
def workflow(**context):
print(context)
for conn_id, schema in sql_server_ds:
PythonOperator(
task_id=schema,
python_callable=workflow,
provide_context=True,
dag=dag)Zacznijmy zrozumieć:
- Najpierw zaimportujemy potrzebne biblioteki i coś jeszcze;
sql_server_ds— toList[namedtuple[str, str]]z nazwami połączeń z Airflow Connections oraz bazami danych, z których będziemy pobierać naszą tabelę;dagto deklaracja naszego dagu, która musi znajdować się wglobals(), w przeciwnym razie Airflow go nie znajdzie. Musimy również poinformować dag:- jak się nazywa
ordersto będzie miało swoje odzwierciedlenie w interfejsie webowym, - że zacznie działać od północy ósmego lipca,
- a jego uruchomienie powinno nastąpić mniej więcej co 6 godzin (dla odważnych, zamiast
timedelta()można użyćcron-wyrażenie,0 0 0/6 ? * * *dla mniej odważnych@daily);
- jak się nazywa
workflow()będzie wykonywać główną pracę, ale nie teraz. Teraz po prostu wypiszemy nasz kontekst w dzienniku.- A teraz prosta magia tworzenia zadań:
- przechodzimy przez nasze źródła;
- inicjalizujemy
PythonOperator, które będzie wykonywać naszą puste zadanie. Nie zapomnij wskazać unikalnej (w ramach dagu) nazwy zadania i powiązać go z dagiem. Flagaworkflow()provide_contextw swoim obrocie dostarczy dodatkowe argumenty do funkcji, które starannie zbierzemy za pomocą**contextNa razie tyle. Co uzyskaliśmy:.
nowy dag w interfejsie webowym,
- ponad półtorej setki zadań, które będą wykonywane równolegle (jeśli na to pozwalają ustawienia Airflow, Celery i moc serwerów).
- No, prawie to uzyskaliśmy.
Kto ustawia zależności?

Aby uprościć to wszystko, wprowadziłem do
przetwarzania docker-compose.yml na wszystkich węzłach. requirements.txt Teraz to się dzieje:
Szare kwadraty to instancje zadań, które zostały przetworzone przez planistę.

Trochę czekamy, a zadania są przejmowane przez pracowników:
Zielone, oczywiście, to te, które zostały pomyślnie wykonane. Czerwone — nieco mniej pomyślnie.

Swoją drogą, na naszym produkcie nie ma żadnego folderu,
, synchronizującego się między maszynami — wszystkie dagi znajdują się w
. /dagsna naszym Gitlab, a Gitlab CI wdraża aktualizacje na maszyny przy scalaniu wsshpassGdy pracownicy młócą nasze puste zadania, przypomnijmy sobie o innym narzędziu, które może nam coś pokazać — Flower.master.
Trochę o Flower
Pierwsza strona z podsumowującymi informacjami o węzłach-pracownikach:
Najbardziej szczegółowa strona z zadaniami, które zostały wysłane do pracy:

Najbardziej szczegółowa strona z zadaniami, które rozpoczęły pracę:

Najbardziej nudna strona z raportem naszego brokera:

Najbardziej kolorowa strona - z wykresami stanu zadań i ich czasem realizacji:

Doładujemy to, co nie zostało załadowane
Więc wszystkie zadania są wykonane, można zabrać rannych.

A rannych okazało się całkiem sporo - z różnych powodów. W przypadku prawidłowego użycia Airflow te kwadraty wskazują, że dane zdecydowanie nie dotarły.
Musimy sprawdzić logi i ponownie uruchomić nieudane instancje zadań.
Klikając na dowolny kwadrat, zobaczymy dostępne nam działania:

Można wziąć i wyczyścić to, co się nie udało. To znaczy, zapominamy, że coś się zawaliło, a ta sama instancja zadania zostanie przekazana planerowi.

Oczywiście robienie tego myszką dla wszystkich czerwonych kwadratów nie jest zbyt humanitarne - nie tego oczekujemy od Airflow. Naturalnie mamy broń masowego rażenia: Przeglądaj/Instancje zadań

Wybierzmy wszystko naraz i wyczyśćmy, klikając odpowiednią opcję:

Po wyczyszczeniu nasze zadania wyglądają tak (już nie mogą się doczekać, kiedy harmonogram je zaplanuje):

Połączenia, haki i inne zmienne
Czas spojrzeć na następny DAG, update_reports.py:
from collections import namedtuple
from datetime import datetime, timedelta
from textwrap import dedent
from airflow import DAG
from airflow.contrib.operators.vertica_operator import VerticaOperator
from airflow.operators.email_operator import EmailOperator
from airflow.utils.trigger_rule import TriggerRule
from commons.operators import TelegramBotSendMessage
dag = DAG('update_reports',
start_date=datetime(2020, 6, 7, 6),
schedule_interval=timedelta(days=1),
default_args={'retries': 3, 'retry_delay': timedelta(seconds=10)})
Report = namedtuple('Report', 'source target')
reports = [Report(f'{table}_view', table) for table in [
'reports.city_orders',
'reports.client_calls',
'reports.client_rates',
'reports.daily_orders',
'reports.order_duration']]
email = EmailOperator(
task_id='email_success', dag=dag,
to='{{ var.value.all_the_kings_men }}',
subject='Raporty DWH zaktualizowane',
html_content=dedent("""Szanowni Państwo, raporty zaktualizowane"""),
trigger_rule=TriggerRule.ALL_SUCCESS)
tg = TelegramBotSendMessage(
task_id='telegram_fail', dag=dag,
tg_bot_conn_id='tg_main',
chat_id='{{ var.value.failures_chat }}',
message=dedent("""
Natalko, obudź się, my {{ dag.dag_id }} upadliśmy
"""),
trigger_rule=TriggerRule.ONE_FAILED)
for source, target in reports:
queries = [f"TRUNCATE TABLE {target}",
f"INSERT INTO {target} SELECT * FROM {source}"]
report_update = VerticaOperator(
task_id=target.replace('reports.', ''),
sql=queries, vertica_conn_id='dwh',
task_concurrency=1, dag=dag)
report_update >> [email, tg]Czy wszyscy kiedykolwiek robili aktualizację raportów? To znowu ona: jest lista źródeł, skąd pozyskać dane; jest lista, gdzie je umieścić; nie zapominajmy o powiadomieniu, kiedy wszystko się zdarzyło lub zepsuło (no to nie dotyczy nas, prawda?).
Przejdźmy ponownie przez plik i spójrzmy na nowe, niezrozumiałe elementy:
from commons.operators import TelegramBotSendMessage— nic nie stoi na przeszkodzie, żeby stworzyć własne operatory, co zrobiliśmy, tworząc małe opakowanie do wysyłania wiadomości w Rozblokowanym. (O tym operatorze jeszcze poniżej);default_args={}— DAG może przekazywać te same argumenty wszystkim swoim operatorom;to='{{ var.value.all_the_kings_men }}'— poletobędzie generowane dynamicznie za pomocą Jinja i zmiennej z listą e-maili, którą starannie umieściłem wAdmin/Variables;trigger_rule=TriggerRule.ALL_SUCCESS— warunek uruchomienia operatora. W naszym przypadku wiadomość poleci do szefów tylko jeśli wszystkie zależności zostaną wykonane pomyślnie;tg_bot_conn_id='tg_main'— argumentyconn_idprzyjmują identyfikatory połączeń, które tworzymy wAdmin/Connections;trigger_rule=TriggerRule.ONE_FAILED— wiadomości w Telegramie polecą tylko przy wystąpieniu nieudanych zadań;task_concurrency=1— zabrania jednoczesnego uruchamiania kilku instancji tego samego zadania. W przeciwnym razie dostaniemy jednoczesne uruchomienie kilkuVerticaOperator(zwracających uwagę na jedną tabelę);report_update >> [email, tg]— wszystkieVerticaOperatorzbiorą się, aby wysłać e-mail i wiadomość, tak:

Jednak ponieważ operatory powiadamiające mają różne warunki uruchomienia, będzie działać tylko jeden. W widoku drzewa wszystko wygląda nieco mniej czytelnie:

Powiem kilka słów o makrosach i ich przyjaciołach — zmiennych.
Makrosy to placeholdery Jinja, które mogą wstawiać różne przydatne informacje do argumentów operatorów. Na przykład tak:
SELECT
id,
payment_dtm,
payment_type,
client_id
FROM orders.payments
WHERE
payment_dtm::DATE = '{{ ds }}'::DATE{{ ds }} rozwinie się w zawartość zmiennej kontekstowej execution_date w formacie YYYY-MM-DD: 2020-07-14. Najlepsze jest to, że zmienne kontekstowe są przypisane do konkretnej instancji zadania (kwadratu w widoku drzewa), a przy ponownym uruchomieniu placeholdery ujawniają te same wartości.
Przypisane wartości można zobaczyć za pomocą przycisku Rendered na każdej instancji zadania. Oto tak przy zadaniu wysyłki e-maila:

A tak przy zadaniu wysyłki wiadomości:

Pełna lista wbudowanych makrosów dla ostatniej dostępnej wersji jest dostępna tutaj:
Co więcej, za pomocą wtyczek możemy deklarować własne makrosy, ale to już zupełnie inna historia.
Oprócz predefiniowanych elementów możemy wstawiać wartości naszych zmiennych (już z tego korzystałem w kodzie powyżej). Stwórzmy w Admin/Variables kilku elementach:

Gotowe, można korzystać:
TelegramBotSendMessage(chat_id='{{ var.value.failures_chat }}')Wartość może być skalara lub może zawierać JSON. W przypadku JSON-a:
bot_config
{
"bot": {
"token": 881hskdfASDA16641,
"name": "Verter"
},
"service": "TG"
}po prostu używamy ścieżki do odpowiedniego klucza: {{ var.json.bot_config.bot.token }}.
Powiem dosłownie jedno słowo i pokażę jeden zrzut ekranu o połączeniach. To wszystko jest elementarne: na stronie Admin/Connections tworzymy połączenie, umieszczamy tam nasze login/y hasła oraz bardziej specyficzne parametry. Oto jak to wygląda:

Hasła można szyfrować (bardziej dokładnie niż w domyślnym wariancie), a można też nie podawać typu połączenia (tak jak zrobiłem dla tg_main) — rzecz w tym, że lista typów jest zakodowana w modelach Airflow i rozszerzeniem nie da się zmienić bez ingerencji w źródła (jeśli coś przeoczyłem — proszę o poprawkę), ale uzyskanie poświadczeń po nazwie nie stanowi dla nas problemu.
Można też stworzyć kilka połączeń o tej samej nazwie: w takim przypadku metoda BaseHook.get_connection(), która wydobywa połączenia po nazwie, będzie zwracać losowe z kilku odpowiedników (byłoby logiczniej zrobić Round Robin, ale zostawimy to na sumieniu programistów Airflow).
Zmienne i Połączenia to niewątpliwie wspaniałe narzędzia, ale ważne jest, aby nie stracić równowagi: które części waszych strumieni przechowujecie bezpośrednio w kodzie, a które — oddajecie do przechowywania Airflow. Z jednej strony łatwo zmienić wartość, na przykład skrzynki mailingowej, może być wygodne przez UI. Z drugiej strony — to w końcu powrót do klikania myszką, od czego chcieliśmy (ja) się uwolnić.
Praca z połączeniami to jedno z zadań hooków. W ogóle hooki Airflow to punkty połączenia z zewnętrznymi usługami i bibliotekami. Na przykład, JiraHook otworzy dla nas klienta do interakcji z Jira (można przenosić zadania tam i z powrotem), a za pomocą SambaHook można przesłać lokalny plik na punkt smb.I zbliżamy się do tego, aby zobaczyć, jak zrealizowany jest
Rozbijamy niestandardowy operator
TelegramBotSendMessage commons/operators.py
Kod z rzeczywistym operatorem: z własnym operatorem:
z typing import Union
z airflow.operators import BaseOperator
z commons.hooks import TelegramBotHook, TelegramBot
class TelegramBotSendMessage(BaseOperator):
"""Wysyła wiadomość do chat_id przy użyciu TelegramBotHook
Przykład:
>>> TelegramBotSendMessage(
... task_id='telegram_fail', dag=dag,
... tg_bot_conn_id='tg_bot_default',
... chat_id='{{ var.value.all_the_young_dudes_chat }}',
... message='{{ dag.dag_id }} failed :(',
... trigger_rule=TriggerRule.ONE_FAILED)
"""
template_fields = ['chat_id', 'message']
def __init__(self,
chat_id: Union[int, str],
message: str,
tg_bot_conn_id: str = 'tg_bot_default',
*args, **kwargs):
super().__init__(*args, **kwargs)
self._hook = TelegramBotHook(tg_bot_conn_id)
self.client: TelegramBot = self._hook.client
self.chat_id = chat_id
self.message = message
def execute(self, context):
print(f'Wyślij "{self.message}" do czatu {self.chat_id}')
self.client.send_message(chat_id=self.chat_id,
message=self.message)Tutaj, jak w reszcie Airflow, wszystko jest bardzo proste:
- Dziedziczymy po
BaseOperator, który wdraża wiele specyficznych dla Airflow rzeczy (zobacz w wolnym czasie) - Ogłosiliśmy pola
template_fields, w których Jinja będzie szukać makr do przetworzenia. - Zorganizowaliśmy odpowiednie argumenty dla
__init__(), ustaliliśmy domyślne wartości tam, gdzie to konieczne. - Nie zapomnieliśmy również o inicjalizacji przodka.
- Otworzyliśmy odpowiedni hook
TelegramBotHook, uzyskaliśmy od niego obiekt klienta. - Nadpisaliśmy (przedefiniowaliśmy) metodę
BaseOperator.execute(), którą Airflow będzie wywoływać, gdy nadejdzie czas uruchomienia operatora — w niej realizujemy główne działanie, nie zapominając o logowaniu. (Logujemy się, nawiasem mówiąc, bezpośrednio wstdoutistderr— Airflow wszystko przechwyci, pięknie opakuje, rozłoży, gdzie trzeba.)
Zobaczmy, co mamy w commons/hooks.py. Pierwsza część pliku, z samym hookiem:
z typing import Union
z airflow.hooks.base_hook import BaseHook
z requests_toolbelt.sessions import BaseUrlSession
class TelegramBotHook(BaseHook):
"""Hook API Telegram Bot
Uwaga: dodaj połączenie z pustym typem połączenia i nie zapomnij
uzupełnić Extra:
{"bot_token": "YOuRAwEsomeBOtToKen"}
"""
def __init__(self,
tg_bot_conn_id='tg_bot_default'):
super().__init__(tg_bot_conn_id)
self.tg_bot_conn_id = tg_bot_conn_id
self.tg_bot_token = None
self.client = None
self.get_conn()
def get_conn(self):
extra = self.get_connection(self.tg_bot_conn_id).extra_dejson
self.tg_bot_token = extra['bot_token']
self.client = TelegramBot(self.tg_bot_token)
return self.clientNawet nie wiem, co tutaj można wyjaśnić, po prostu zaznaczę ważne punkty:
- Dziedziczymy, myślimy o argumentach — w większości przypadków będzie to jeden:
conn_id; - Nadpisujemy standardowe metody: ja ograniczyłem się do
get_conn(), w którym uzyskuję parametry połączenia po nazwie i wyłącznie wydobywam sekcjęextra(to pole JSON), w które umieściłem token bota Telegrama zgodnie z moją instrukcją:{"bot_token": "YOuRAwEsomeBOtToKen"}. - Tworzę instancję naszego
TelegramBot, przekazując mu już konkretnego tokena.
To wszystko. Klienta można uzyskać z hooka za pomocą TelegramBotHook().client lub TelegramBotHook().get_conn().
I druga część pliku, w którym zrobiłem mikroopakowanie dla Telegram REST API, żeby nie przeciążać tego samego dla jednej metody sendMessage.
class TelegramBot:
"""Wrapper API bota Telegrama
Przykłady:
>>> TelegramBot('YOuRAwEsomeBOtToKen', '@myprettydebugchat').send_message('Cześć, kochanie')
>>> TelegramBot('YOuRAwEsomeBOtToKen').send_message('Cześć, kochanie', chat_id=-1762374628374)
"""
API_ENDPOINT = 'https://api.telegram.org/bot{}/'
def __init__(self, tg_bot_token: str, chat_id: Union[int, str] = None):
self._base_url = TelegramBot.API_ENDPOINT.format(tg_bot_token)
self.session = BaseUrlSession(self._base_url)
self.chat_id = chat_id
def send_message(self, message: str, chat_id: Union[int, str] = None):
method = 'sendMessage'
payload = {'chat_id': chat_id or self.chat_id,
'text': message,
'parse_mode': 'MarkdownV2'}
response = self.session.post(method, data=payload).json()
if not response.get('ok'):
raise TelegramBotException(response)
class TelegramBotException(Exception):
def __init__(self, *args, **kwargs):
super().__init__((args, kwargs))Poprawna droga to złożyć to wszystko:
commons/operators.py,TelegramBotHook,TelegramBot— wtyczka, umieścić w publicznym repozytorium i wydać jako Open Source.
Podczas studiowania tego, nasze aktualizacje raportów miały czas, aby skutecznie się załamać i wysłać mi komunikat o błędzie na kanał. Idę sprawdzić, co znowu poszło nie tak…

Coś się zepsuło w naszym dagu! Czyż nie na to czekaliśmy? Zgadza się!
Czy będziesz lać?
Czujecie, że coś pominąłem? Wydaje się, że obiecałem przelać dane z SQL Server do Vertica, a tu nagle zjechałem z tematu, łajdak!
To zło było zamierzone, musiałem po prostu wyjaśnić wam pewną terminologię. Teraz możemy iść dalej.
Nasz plan był taki:
- Zrobić dag
- Wygenerować zadania
- Zobaczyć, jak wszystko wyszło ładnie
- Przydzielić sesjom numery wgrywań
- Pobrać dane z SQL Server
- Umieścić dane w Vertica
- Zebrać statystyki
Żeby uruchomić to wszystko, zrobiłem małe uzupełnienie do naszego docker-compose.yml:
docker-compose.db.yml
wersja: '3.4'
x-mssql-base: &mssql-base
obraz: mcr.microsoft.com/mssql/server:2017-CU21-ubuntu-16.04
restart: zawsze
środowisko:
ACCEPT_EULA: Y
MSSQL_PID: Express
SA_PASSWORD: SayThanksToSatiaAt2020
MSSQL_MEMORY_LIMIT_MB: 1024
usługi:
dwh:
obraz: jbfavre/vertica:9.2.0-7_ubuntu-16.04
mssql_0:
<<: *mssql-base
mssql_1:
<<: *mssql-base
mssql_2:
<<: *mssql-base
mssql_init:
obraz: mio101/py3-sql-db-client-base
polecenie: python3 ./mssql_init.py
zależy_od:
- mssql_0
- mssql_1
- mssql_2
środowisko:
SA_PASSWORD: SayThanksToSatiaAt2020
wolumeny:
- ./mssql_init.py:/mssql_init.py
- ./dags/commons/datasources.py:/commons/datasources.pyTam podnosimy:
- Vertica jako host
dwhz domyślnymi ustawieniami, - trzy instancje SQL Server,
- napełniamy bazy ostatnimi danymi (nie zaglądajcie do
mssql_init.py!)
Uruchamiamy całe dobro przy pomocy trochę bardziej skomplikowanego polecenia niż ostatnio:
$ docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.db.yml up --scale worker=3Co nasz cudowny randomizer wygenerował, można sprawdzić, korzystając z punktu Data Profiling/Ad Hoc Query:

Głównie, nie pokazywać tego analitykom
Nie będę się szczegółowo zatrzymywać na sesjach ETL wszystko jest trywialne: tworzymy bazę, w niej tabelkę, obwrapowujemy wszystko menedżerem kontekstu, a teraz robimy tak:
z Session(task_name) jako session:
print('Ładowanie', session.id, 'rozpoczęte')
# Ładowanie workflow
...
session.successful = True
session.loaded_rows = 15session.py
z sys import stderr
class Session:
"""Sesja ETL
Przykład:
with Session(task_name) as session:
print(session.id)
session.successful = True
session.loaded_rows = 15
session.comment = 'Dobra robota'
"""
def __init__(self, connection, task_name):
self.connection = connection
self.connection.autocommit = True
self._task_name = task_name
self._id = None
self.loaded_rows = None
self.successful = None
self.comment = None
def __enter__(self):
return self.open()
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
if any(exc_type, exc_val, exc_tb):
self.successful = False
self.comment = f'{exc_type}: {exc_val}n{exc_tb}'
print(exc_type, exc_val, exc_tb, file=stderr)
self.close()
def __repr__(self):
return (f'')
@property
def task_name(self):
return self._task_name
@property
def id(self):
return self._id
def _execute(self, query, *args):
with self.connection.cursor() as cursor:
cursor.execute(query, args)
return cursor.fetchone()[0]
def _create(self):
query = """
CREATE TABLE IF NOT EXISTS sessions (
id SERIAL NOT NULL PRIMARY KEY,
task_name VARCHAR(200) NOT NULL,
started TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT current_timestamp,
finished TIMESTAMPTZ DEFAULT current_timestamp,
successful BOOL,
loaded_rows INT,
comment VARCHAR(500)
);
"""
self._execute(query)
def open(self):
query = """
INSERT INTO sessions (task_name, finished)
VALUES (%s, NULL)
RETURNING id;
"""
self._id = self._execute(query, self.task_name)
print(self, 'otwarta')
return self
def close(self):
if not self._id:
raise SessionClosedError('Sesja nie jest otwarta')
query = """
UPDATE sessions
SET
finished = DEFAULT,
successful = %s,
loaded_rows = %s,
comment = %s
WHERE
id = %s
RETURNING id;
"""
self._execute(query, self.successful, self.loaded_rows,
self.comment, self.id)
print(self, 'zamknięta',
', udana: ', self.successful,
', Załadowano: ', self.loaded_rows,
', komentarz:', self.comment)
class SessionError(Exception):
pass
class SessionClosedError(SessionError):
passNadszedł czas na pobranie naszych danych z naszych półtora setek tabel. Zrobimy to za pomocą bardzo prostych linii:
source_conn = MsSqlHook(mssql_conn_id=src_conn_id, schema=src_schema).get_conn()
query = f"""
SELECT
id, start_time, end_time, type, data
FROM dbo.Orders
WHERE
CONVERT(DATE, start_time) = '{dt}'
"""
df = pd.read_sql_query(query, source_conn)- Za pomocą hooka uzyskamy z Airflow
pymssql-połączenie - W zapytaniu wstawimy ograniczenie w postaci daty — wzorzec wrzuci w funkcję szablonizer.
- Przekazujemy nasze zapytanie
pandas, które wydobędzie dla nasDataFrame— przyda nam się w przyszłości.
Używam podmiany
{dt}zamiast parametru zapytania%snie dlatego, że jestem złośliwym Buriatyną, ale dlatego, żepandasnie może sobie poradzić zpymssqli podsuwa ostatniemuparams: Lista, chociaż ten bardzo chceznajduje się w podzapytaniu. To jest coś, czego osobiście bardzo mi brakowało w innych bazach danych. Jeśli chcę coś porównać z podzapytaniem, to w innych bazach danych porównuję to tylko z wartością skalarną, a dla kilku kolumn muszę pisać.
Zauważ również, że programistapymssqlpostanowił już go nie wspierać, więc nadszedł czas, aby się przenieść napyodbc.
Zobaczmy, jak Airflow zdefiniował argumenty naszych funkcji:

Jeśli danych nie ma, nie ma sensu kontynuować. Ale równie dziwnie byłoby uznać, że zrzut był udany. Ale to też nie jest błąd. A-a-a, co robić?! Oto co:
if df.empty:
raise AirflowSkipException('Brak wierszy do załadowania')AirflowSkipException powie Airflow, że nie ma błędu, a zadanie omijamy. W interfejsie nie będzie zielonego ani czerwonego kwadratu, a kolor różowy.
Dorzućmy naszym danym kilka kolumn:
df['etl_source'] = src_schema
df['etl_id'] = session.id
df['hash_id'] = hash_pandas_object(df[['etl_source', 'id']])A mianowicie:
- Baza danych, z której pobraliśmy zamówienia,
- Identyfikator naszej sesji ładowania (będzie różny dla każdego zadania),
- Hash z źródła i identyfikatora zamówienia — aby w końcowej bazie (gdzie wszystko będzie zebrane w jednej tabeli) mieliśmy unikalny identyfikator zamówienia.
Został przedostatni krok: zalać wszystko do Vertica. A, jak nietypowo, jednym z najefektywniejszych sposobów, aby to zrobić, jest użycie CSV!
# Export data to CSV buffer
buffer = StringIO()
df.to_csv(buffer,
index=False, sep='|', na_rep='NUL', quoting=csv.QUOTE_MINIMAL,
header=False, float_format='%.8f', doublequote=False, escapechar='\')
buffer.seek(0)
# Push CSV
target_conn = VerticaHook(vertica_conn_id=target_conn_id).get_conn()
copy_stmt = f"""
COPY {target_table}({df.columns.to_list()})
FROM STDIN
DELIMITER '|'
ENCLOSED '"'
ABORT ON ERROR
NULL 'NUL'
"""
cursor = target_conn.cursor()
cursor.copy(copy_stmt, buffer)- Robimy specjalny odbiornik
StringIO. pandasuprzejmie złoży w nim naszDataFramew postaciCSV-wierszy.- Otworzę połączenie do naszej ulubionej bazy Vertica przy użyciu hooka.
- A teraz za pomocą
copy()wyślemy nasze dane bezpośrednio do Vertica!
Z kierowcy pobierzemy, ile wierszy zostało załadowanych, i powiemy menedżerowi sesji, że wszystko w porządku:
session.loaded_rows = cursor.rowcount
session.successful = TrueI to wszystko.
Na prodzie tworzymy docelową tabelę ręcznie. Tutaj pozwoliłem sobie na małą automatyzację:
create_schema_query = f'CREATE SCHEMA IF NOT EXISTS {target_schema};'
create_table_query = f"""
CREATE TABLE IF NOT EXISTS {target_schema}.{target_table} (
id INT,
start_time TIMESTAMP,
end_time TIMESTAMP,
type INT,
data VARCHAR(32),
etl_source VARCHAR(200),
etl_id INT,
hash_id INT PRIMARY KEY
);"""
create_table = VerticaOperator(
task_id='create_target',
sql=[create_schema_query,
create_table_query],
vertica_conn_id=target_conn_id,
task_concurrency=1,
dag=dag)Za pomocą
VerticaOperator()tworzę schemat bazy danych i tabelę (jeśli ich jeszcze nie ma, naturalnie). Ważne jest, aby poprawnie ustawić zależności:
for conn_id, schema in sql_server_ds:
load = PythonOperator(
task_id=schema,
python_callable=workflow,
op_kwargs={
'src_conn_id': conn_id,
'src_schema': schema,
'dt': '{{ ds }}',
'target_conn_id': target_conn_id,
'target_table': f'{target_schema}.{target_table}'},
dag=dag)
create_table >> loadPodsumowując
— No właśnie, — powiedział myszak, — prawda, że teraz
Czy upewniłeś się, że w lesie jestem najstraszniejszym zwierzęciem?
Julia Donaldson, „Grufallo”
Myślę, że gdybyśmy z moimi kolegami zorganizowali zawody: kto szybciej stworzy i uruchomi proces ETL od zera: oni ze swoimi SSIS i myszką, a ja z Airflow… A potem porównalibyśmy wygodę wsparcia… Uff, sądzę, że zgodzisz się, że wyprzedziłbym ich na wszystkich frontach!
Jeśli jednak podejdziemy do tego trochę poważniej, to Apache Airflow — dzięki opisowi procesów w formie kodu — ułatwił mi pracę znacznie bardziej wygodną i przyjemną.
Jego nieograniczona rozbudowa: zarówno w zakresie pluginów, jak i predyspozycji do skalowalności — daje ci możliwość stosowania Airflow praktycznie w każdej dziedzinie: zarówno w pełnym cyklu zbierania, przygotowywania i przetwarzania danych, jak i przy uruchamianiu rakiet (na Marsa, oczywiście).
Część końcowa, informacyjno-referencyjna
Pułapki, które zebraliśmy dla was
start_date. Tak, to już lokalny mem. Przez główny argument DAGstart_dateprzechodzą wszyscy. Krótko mówiąc, jeśli podasz wstart_dateaktualną datę, a wschedule_interval— jeden dzień, to DAG uruchomi się jutro nie wcześniej.start_date = datetime(2020, 7, 7, 0, 1, 2)I więcej żadnych problemów.
Z nim powiązana jest jeszcze jeden błąd wykonania:
Task is missing the start_date parameter, co najczęściej oznacza, że zapomniałeś powiązać go z operatorem DAG.- Wszystko na jednej maszynie. Tak, zarówno bazy (samego Airflow i naszej infrastruktury), jak i serwer www, oraz harmonogram i pracownicy. I to nawet działało. Ale z czasem liczba zadań w usługach rosła, i gdy PostgreSQL zaczynał odpowiadać na indeks z 20 ms zamiast 5 ms, zabraliśmy go i przenieśliśmy.
- LocalExecutor. Tak, korzystamy z niego do tej pory, i już podeszliśmy do krawędzi przepaści. LocalExecutor’a wciąż nam wystarczało, ale teraz nadszedł czas, aby rozszerzyć się o przynajmniej jednego pracownika, i trzeba będzie się postarać, aby przejść na CeleryExecutor. A ponieważ można z nim pracować także na jednej maszynie, to nic nie powstrzymuje od używania Celery nawet na serwerze, który „naturalnie, nigdy nie trafi do produkcji, przysięgam!”
- Nie używanie wbudowanych środków:
- Connections do przechowywania danych logowania usług,
- SLA Misses do reakcji na zadania, które nie zostały wykonane na czas,
- XCom do wymiany metadanych (powiedziałem metadanych!) między zadaniami DAG.danymi!
- Nadużywanie poczty. Co tu powiedzieć? Ustawiono powiadomienia dla wszystkich powtórzeń upadłych zadań. Teraz mam w moim roboczym Gmailu >90k wiadomości od Airflow, a webowy interfejs poczty odmawia przyjmowania i usuwania więcej niż 100 jednocześnie.
Więcej pułapek:
Środki do jeszcze większej automatyzacji
Aby jeszcze bardziej pracować głową, a nie rękami, Airflow przygotowało dla nas to:
- — wciąż ma status Experimental, co nie przeszkadza mu działać. Umożliwia nie tylko uzyskiwanie informacji o DAG-ach i zadaniach, ale również zatrzymywanie/uruchamianie DAG-ów, tworzenie DAG Run lub pul.
- — przez wiersz poleceń dostępne są liczne narzędzia, które są nie tylko niewygodne w użyciu przez WebUI, ale wręcz nie istnieją. Na przykład:
backfillpotrzebny do ponownego uruchamiania instancji zadań.
Na przykład, przychodzą analitycy i mówią: „A u Was, towarzyszu, jest bałagan w danych od 1 do 13 stycznia! Naprawiaj, naprawiaj, naprawiaj!”. A Ty tak hop:airflow backfill -s '2020-01-01' -e '2020-01-13' orders- Utrzymanie bazy:
initdb,resetdb,upgradedb,checkdb. run, która pozwala uruchomić jedną instancję zadania, ignorując wszystkie zależności. Co więcej, można ją uruchomić przezLocalExecutor, nawet gdy masz klaster Celery.- Z grubsza to samo robi
test, tylko w bazie nic nie zapisuje. connectionsumożliwia masowe tworzenie połączeń z powłoki.
- — dość hardcore'owy sposób interakcji, który jest przeznaczony dla wtyczek, a nie do działających ręcznie. Ale kto nam zabroni pójść do
/home/airflow/dags, uruchomićipythoni zacząć szaleć? Można na przykład wyeksportować wszystkie połączenia takim kodem:from airflow import settings from airflow.models import Connection fields = 'conn_id conn_type host port schema login password extra'.split() session = settings.Session() for conn in session.query(Connection).order_by(Connection.conn_id): d = {field: getattr(conn, field) for field in fields} print(conn.conn_id, '=', d) - Połączenie z bazą danych metadanych Airflow. Nie polecam w niej pisać, ale wyciąganie stanów zadań dla różnych specyficznych metryk można znacznie szybciej i łatwiej zrobić niż przez jakikolwiek z API.
Powiedzmy, że daleko nie wszystkie nasze zadania są idempotentne i czasami mogą się nie powieść, co jest w porządku. Ale kilka awarii to już podejrzane i warto to sprawdzić.
Uważaj, SQL!
Z LAST_executions AS ( SELECT task_id, dag_id, execution_date, state, row_number() OVER ( PARTITION BY task_id, dag_id ORDER BY execution_date DESC) AS rn FROM public.task_instance WHERE execution_date > now() - INTERVAL '2' DAY ), failed AS ( SELECT task_id, dag_id, execution_date, state, CASE WHEN rn = row_number() OVER ( PARTITION BY task_id, dag_id ORDER BY execution_date DESC) THEN TRUE END AS last_fail_seq FROM last_executions WHERE state IN ('failed', 'up_for_retry') ) SELECT task_id, dag_id, count(last_fail_seq) AS unsuccessful, count(CASE WHEN last_fail_seq AND state = 'failed' THEN 1 END) AS failed, count(CASE WHEN last_fail_seq AND state = 'up_for_retry' THEN 1 END) AS up_for_retry FROM failed GROUP BY task_id, dag_id HAVING count(last_fail_seq) > 0
Linki
I oczywiście pierwsze dziesięć linków z wyników Google zawiera zawartość mojego folderu Airflow z zakładkami.
- — oczywiście trzeba zacząć od oficjalnej dokumentacji, ale kto czyta instrukcje?
- — przynajmniej przeczytaj rekomendacje od twórców.
- — na samym początku: interfejs użytkownika w obrazkach
- — dobrze opisane podstawowe pojęcia, jeśli (nie daj Boże!) nie zrozumiałeś czegoś ode mnie.
- — krótki przewodnik po konfiguracji klastra Airflow.
- — prawie tak samo interesujący artykuł, tylko z większą ilością formalizmu i mniejszą ilością przykładów.
- — o pracy w parze z Celery.
- — o idempotentności zadań, ładowaniu według ID zamiast daty, transformacjach, strukturze plików i innych interesujących rzeczach.
- — zależności zadań i zasada wyzwalania, o których wspomniałem tylko w przelotie.
- — jak pokonywać niektóre problemy z harmonogramem i priorytetować zadania oraz ładować utracone dane.
- — przydatne zapytania SQL do metadanych Airflow.
- — jest przydatna sekcja o tworzeniu własnego sensora.
- — interesująca krótka notatka o budowie infrastruktury na AWS dla Data Science.
- — powszechne błędy (gdy ktoś nie czyta instrukcji).
- — uśmiechnij się, jak ludzie obchodzą problem przechowywania haseł, chociaż można po prostu użyć Connections.
- — niejawne przeprowadzenie DAG, przekazywanie kontekstu w funkcjach, ponownie o zależnościach, a także o pomijaniu uruchomień zadań.
- — o wykorzystaniu
argumentów domyślnychiparametryw szablonach oraz o Zmiennych i Połączeniach. - — opowieść o tym, jak planista jest przygotowywany do Airflow 2.0.
- — trochę przestarzały artykuł o wdrożeniu naszego klastra w
docker-compose. - — dynamiczne zadania za pomocą szablonów i przekazywania kontekstu.
- — standardowe i niestandardowe powiadomienia e-mail i Slack.
- — Rozgałęzienia zadań, makra i XCom.
I linki zawarte w artykule:
- — dostępne do użycia w szablonach miejsca.
- — Powszechne błędy przy tworzeniu DAG-ów.
- —
docker-composedo eksperymentów, debugowania i nie tylko. - — Pythonowe opakowanie dla Telegram REST API.
Źródło: habr.com




