Google BigQuery — это безсерверное масштабируемое хранилище данных. Использование безсерверного (облачного) решения — хорошая идея, если у вас нет серьезного бэкграунда в администрировании баз данных. Такой подход позволяет сосредоточиться только на анализе данных и не думать об инфраструктуре хранения данных (шардировании, индексации, компрессии). BigQuery поддерживает стандартный диалект SQL, так что любой, кто когда-либо пользовался SQLными СУБД, с легкостью может начать им пользоваться.
Начало работы с Google BigQuery и создание ключа для сервисного аккаунта
Я не буду подробно объяснять, как начать работу с Google Cloud Platform и завести первый проект, об этом хорошо написано в статье Алексея Селезнева в блоге Netpeak. Когда у нас уже есть проект в Cloud Platform с подключенным API BigQuery, следующим шагом нужно добавить учетные данные.
1. Переходим в раздел «API и сервисы > Учетные данные»:
2. Нажимаем «Создать учетные данные» > «Ключ сервисного аккаунта»:
3. Заполняем параметры: пишем название сервисного аккаунта; выбираем роль (как показано на скриншоте ниже, но роль может зависеть от уровня доступов, которые вы хотите предоставить сервисному аккаунту); выбираем тип ключа JSON; нажимаем «Создать»:
4. Переходим в раздел «IAM и администрирование» > «Сервисные аккаунты»
5. В колонке «Действия» для созданного нами сервисного аккаунта выбираем «Создать ключ»:
6. Выбираем формат ключа «JSON» и нажимаем «Создать», после чего будет скачан JSON-файл, содержащий авторизационные данные для аккаунта:
Полученный JSON с ключом нам понадобится в дальнейшем. Так что не теряем.
Использование pandas-gbq для импорта данных из Google BiqQuery
Первый способ, с помощью которого можно загружать данные из BigQuery в Pandas-датафрейм, — библиотека pandas-gbq. Эта библиотека представляет собой обертку над API Google BigQuery, упрощающую работу с данными BigQuery через датафреймы.
Сначала нужно поставить библиотеку pandas-gbq. Это можно сделать через pip или conda:
Я решил рассмотреть основы работы с Google BigQuery с помощью Python на примере публичных датасетов. В качестве интересного примера возьмем датасет с данными о вопросах на сервисе Stackoverflow.
Дальше немного поиграем с обработкой данных. Выделим из даты месяц и год.
Cгруппируем данные по годам и месяцам и запишем полученные данные в датафрейм stats.
Посчитаем суммарное количество вопросов в год, а также среднее количество запросов в месяц для каждого года, начиная с января 2013 и по август 2018 (последний полный месяц, который был в датасете на момент написания статьи). Запишем полученные данные в новый датафрейм year_stats
Так как 2018 год в наших данных неполный, то мы можем посчитать оценочное количество вопросов, которое ожидается в 2018 году.
На основе данных от StackOverflow можно сказать, что популярность pandas из года в год растет хорошими темпами :)
Запись данных из dataframe в Google BigQuery
Следующим шагом я хотел бы показать, как записывать свои данные в BigQuery из датафрейма с помощью pandas_gbq.
В датафрейме year_stats получился multiindex из-за того, что мы применили две агрегирующие функции (mean и sum). Чтобы нормально записать такой датафрейм в BQ надо убрать multiindex. Для этого просто присвоим dataframe новые колонки.
После этого применим к датафрейму year_stats функцию to_gbq. Параметр if_exists = ’fail’ означает, что при существовании таблицы с таким именем передача не выполнится. Также в значении этого параметра можно указать append и тогда к существующим данным в таблице будут добавлены новые. В параметре private_key указываем путь к ключу сервисного аккаунта.
После выполнения функции в BigQuery появятся наши данные:
Итак, мы рассмотрели импорт и экспорт данных в BiqQuery из Pandas’овского датафрейма с помощью pandas-gbq. Но pandas-gbq разрабатывается сообществом энтузиастов, в то время как существует официальная библиотека для работы с Google BigQuery с помощью Python. Основные сравнения pandas-gbq и официальной библиотеки можно посмотреть тут.
Использование официальной библиотеки для импорта данных из Google BiqQuery
Прежде всего стоит поблагодарить Google за то, что их документация содержит множество понятных примеров, в том числе на языке Python. Поэтому я бы рекомендовал ознакомиться с документацией в первую очередь.
Ниже рассмотрим как получить данные с помощью официальной библиотеки и передать их в dataframe.
Как видно, по простоте синтаксиса, официальная библиотека мало чем отличается от использования pandas-gbq. При этом я заметил, что некоторые функции (например, date_trunc) не работают через pandas-gbq. Так что я предпочитаю использовать официальное Python SDK для Google BigQuery.
Чтобы импортировать данные из датафрейма в BigQuery, нужно установить pyarrow. Эта библиотека обеспечит унификацию данных в памяти, чтобы dataframe соответствовал структуре данных, нужных для загрузки в BigQuery.
Проверим, что наш датафрейм загрузился в BigQuery:
Прелесть использования нативного SDK вместо pandas_gbq в том, что можно управлять сущностями в BigQuery, например, создавать датасеты, редактировать таблицы (схемы, описания), создавать новые view и т. д. В общем, если pandas_gbq — это скорее про чтение и запись dataframe, то нативное SDK позволяет управлять всей внутренней кухней
Ниже привожу простой пример, как можно изменить описание таблицы:
Также с помощью нативного Python-SDK можно вывести все поля из схемы таблицы, отобразить количество строк в таблице
Если таблица уже создана, то в результате новой передачи датафрейма в существующую таблицу будут добавлены строки
Заключение
Вот так с помощью несложных скриптов можно передавать и получать данные из Google BigQuery, а также управлять различными сущностями (датасетами, таблицами) внутри BigQuery.
Успехов!
Теги:
