Airflow用于ETL的四种基本运行模式, 2022-11-20

(2022.11.20 Sun)
基本运行模式(pattern)是data pipeline使用Airflow的DAG的不同结构，基本模式有如下四种 ：

• 序列Sequence
• 平行拆分Parallel split
• 同步Synchronisation
• 单选Exclusive choice

序列模式

序列模式即若干task按先后顺序依次执行，在运行代码上 表示为task_1 >> task_2 >> ...。

dag = DAG(
    dag_id='sequential_pattern',
    default_args={ 
        'start_date': utils.dates.days_ago(1),
    },
    schedule_interval=None,
)
 
with dag:
    read_input = DummyOperator(task_id='read_input')
 
    aggregate_data = DummyOperator(task_id='generate_data')
 
    write_to_redshift = DummyOperator(task_id='write_to_redshift')
 
    read_input >> aggregate_data >> write_to_redshift

Parallel split

parallel split

parallel split模式用于在分支的情况。比如当数据集备好之后，需要被加载进入多个不同的tasks，且都是同一个pipeline中，如同数据进入不同的分支。

分支在DAG中的表示为task_1 >> [task_2, task_3]
案例如

dag = DAG(
    dag_id='pattern_parallel_split',
    default_args={
        'start_date': utils.dates.days_ago(1),
    },
    schedule_interval=None,
)
 
with dag:
    read_input = DummyOperator(task_id='read_input')
 
    aggregate_data = DummyOperator(task_id='generate_data')
 
    convert_to_parquet = DummyOperator(task_id='convert_to_parquet')
 
    convert_to_avro = DummyOperator(task_id='convert_to_avro')
 
    read_input >> aggregate_data >> [convert_to_parquet, convert_to_avro]

Sychronisation

与parallel split相似，在同步模式中，不同branch的结果汇聚(reconciliation)在一个task中，不同的branch执行并行计算，并将结果整合。

synchronization

DAG的代码表达中，同步模式可拆解为在每个for loop中执行顺序模式，即

for xx in xxx:
    task_0 >> task_i >> task_2

代码实例

dag = DAG(
    dag_id='pattern_synchronization',
    default_args={
        'start_date': utils.dates.days_ago(1),
    },
    schedule_interval=None,
)
 
with dag:
    convert_to_parquet = DummyOperator(task_id='convert_to_parquet')
    for hour in range(0, 24):
        read_input = DummyOperator(task_id='read_input_hour_{}'.format(hour))
 
        aggregate_data = DummyOperator(task_id='generate_data_hour_{}'.format(hour))
 
        read_input >> aggregate_data >> convert_to_parquet

单选

根据预先设定的条件，在分支部分选择不同的task执行。

exclusive choice

在Apache Airflow中，可通过BranchOpertor对象执行分支单选命令。BranchOperator对象指定的方法，其返回值可用于指定对分支的选择，而task_id用于标识分支的名字。参考如下案例。

dag = DAG(
    dag_id='pattern_exclusive_choice',
    default_args={
        'start_date': utils.dates.days_ago(1),
    },
    schedule_interval=None,
)
 
with dag:
    def route_task():
        execution_date = context['execution_date']
        return 'convert_to_parquet'if execution_date.minute % 2 == 0 else 'convert_to_avro'
 
 
    read_input = DummyOperator(task_id='read_input')
 
    aggregate_data = DummyOperator(task_id='generate_data')
 
    route_to_format = BranchPythonOperator(task_id='route_to_format', python_callable=route_task)
 
    convert_to_parquet = DummyOperator(task_id='convert_to_parquet')
 
    convert_to_avro = DummyOperator(task_id='convert_to_avro')
 
    read_input >> aggregate_data >> route_to_format >> [convert_to_parquet, convert_to_avro]

Reference

1 ETL data patterns with Apache Airflow, waitingforcode, by BARTOSZ KONIECZNY