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Dask,大规模数据处理,Python 也可以超强!

小白码上飞
2024-11-25 / 0 评论 / 0 点赞 / 148 阅读 / 1,321 字 / 正在检测是否收录...
温馨提示:
本文最后更新于 2024-11-25,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

说到大数据处理,很多人第一反应是"这个是不是得学Spark?" 其实,Python家族里就有一个特别灵巧的工具,叫 Dask,能让你轻松地把原来在小数据上用Pandas写的代码,搬到大数据场景中。还能支持并行计算,CPU多核心、高性能,都能安排得明明白白。

今天,就来聊聊Dask到底怎么用,它有哪些独门绝技。


Dask能做啥?

Dask是个可以处理大规模数据的库。和Pandas很像,但它能突破内存的限制。还支持分布式计算,用多台机器一起干活。简单说,它有三大杀手锏:

  1. 大数据分片处理:数据量超过内存也能操作。
  2. 并行计算:充分利用多核CPU,效率杠杠的。
  3. 分布式架构:你想横跨几台机器?没问题。

用法上,Dask主要有两个核心模块:

  • Dask DataFrame:和Pandas几乎一毛一样。
  • Dask Delayed:自定义任务并行。

接下来,挨个说透它们的用法。


Dask DataFrame:大数据的好朋友

Pandas很好用,但数据太大了,内存直接顶不住。这时候,Dask的DataFrame能顶上来。

怎么用?

先从安装开始:

pip install dask

然后,加载一个超大的CSV文件:

import dask.dataframe as dd

# 用 Dask 读取大文件
df = dd.read_csv('huge_dataset.csv')

# 基本操作
print(df.head())       # 查看前几行
print(df['column1'].mean().compute())  # 计算平均值

这里和Pandas有啥不一样?

  1. 延迟计算compute() 才会真正运行计算。在此之前,Dask只是在规划怎么干活。
  2. 数据分片:Dask把数据切成小块,分批处理。即便你的内存只有2G,也能处理20G的数据。

温馨提示:

读取大文件时,最好用blocksize参数调整每块数据的大小,比如:read_csv('file.csv', blocksize=64e6),这样能让内存利用更高效。


Dask Delayed:任务并行的魔法

如果你需要自定义一堆耗时任务,比如解析多个文件、做复杂计算,那Dask Delayed就是你的好帮手。

用法示例

假设我们有一堆JSON文件,要批量读取、处理,然后存成新的文件:

from dask import delayed, compute
import json

# 延迟函数:模拟文件操作
@delayed
def process_file(filename):
    with open(filename, 'r') as f:
        data = json.load(f)
    return len(data)  # 假设我们只想统计长度

# 生成任务列表
tasks = [process_file(f'file_{i}.json') for i in range(10)]

# 并行执行
results = compute(*tasks)
print(results)

它的秘密在哪?

Dask Delayed可以把普通的Python函数包装成“延迟任务”。然后,多个任务就能同时跑,节省了等待的时间。

温馨提示:

不要忘了compute,Dask里很多操作都是“延迟执行”,你必须明确告诉它“现在干活”。


实战:用Dask做分布式数据分析

说了这么多,来个稍微复杂点的例子。假设我们有一个10GB的CSV文件,里面记录了某电商平台的订单数据。任务是:计算每个用户的平均消费金额。

代码示例

from dask.distributed import Client
import dask.dataframe as dd

# 启动 Dask 的分布式客户端
client = Client()  # 默认本地多核

# 读取大文件
df = dd.read_csv('orders.csv')

# 按用户分组,计算平均消费
result = df.groupby('user_id')['amount'].mean()

# 触发计算
output = result.compute()

# 保存结果
output.to_csv('user_avg_spending.csv', index=False)

分布式怎么启动?

如果要用多台机器协同工作,可以在命令行启动Dask集群:

dask-scheduler
dask-worker --nprocs 4 --nthreads 2

Dask会自动分配任务,让你的机器跑满性能。


Dask的局限性

学工具,也得知道它的短板。Dask虽然强大,但也有几个坑:

  1. 并发复杂性:对于IO密集型任务,并发效果可能一般。
  2. API覆盖:Dask DataFrame和Pandas相似,但并非完全相同,有些Pandas操作不支持。
  3. 调试难度:分布式任务的调试,有时比较费劲。

温馨提示:

如果你的数据其实没那么大,还是老老实实用Pandas更简单。


总结要点

  • Dask 是个高性能的Python大数据处理库,支持超大规模数据和并行计算。
  • Dask DataFrame 和 Pandas 很像,适合分析结构化数据。
  • Dask Delayed 让任务并行更灵活。
  • 想分布式运行?直接用Client模块,轻松搞定。

学Dask,就这么几个核心思路。赶紧动手试试吧,工具再好,不用也是白搭!

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