diff --git a/09 - Пулы, XCom, TaskGroup и алертинг в Airflow.md b/09 - Пулы, XCom, TaskGroup и алертинг в Airflow.md index 8e1443b..f197074 100644 --- a/09 - Пулы, XCom, TaskGroup и алертинг в Airflow.md +++ b/09 - Пулы, XCom, TaskGroup и алертинг в Airflow.md @@ -8,9 +8,9 @@ В системах с высокой нагрузкой, где одновременно запускается множество задач и DAG-ов, может возникнуть чрезмерная нагрузка на исполнителей и серверную часть. Это может привести к ошибкам выполнения и даже к отказу системы, если не установить соответствующие ограничения. -В Airflow для решения этой проблемы существует механизм управления ресурсами — **пулы задач** (pools). По умолчанию в Airflow настроен один пул задач — `default_pool` с 128 слотами, что означает возможность параллельного выполнения 128 задач одновременно. Пул `default_pool` нельзя удалить, но можно изменить его размер — увеличить или уменьшить количество слотов. +В Airflow для решения этой проблемы существует механизм управления ресурсами — **пулы задач** (pools). По умолчанию в Airflow настроен один пул задач — `default_pool` с 128 слотами. При стандартном `pool_slots=1` это верхняя граница в 128 одновременно работающих задач; ограничения executor и DAG могут уменьшить ее. Пул `default_pool` нельзя удалить, но можно изменить его размер — увеличить или уменьшить количество слотов. -Когда планировщик обнаруживает, что наступило время выполнения DAG, он запускает задачу согласно заданной последовательности. При этом задача занимает один слот в пуле и освобождает его после завершения. +Когда планировщик обнаруживает, что наступило время выполнения DAG, он запускает задачу согласно заданной последовательности. По умолчанию задача занимает один слот в пуле и освобождает его после завершения. Создать новый пул задач и установить его размер можно через веб-интерфейс Airflow. Рассмотрим пример пула `data_processing_pool` для тяжёлых задач: @@ -29,7 +29,7 @@ - Организовать запуск процессов в системе - Предотвратить перегрузку системы при выполнении большого количества ресурсоемких задач -Вы можете задать "вес" задачи через параметр `pool_slots`, чтобы оптимизировать распределение нагрузки. Если общее количество задач превышает доступные слоты, планировщик поставит задачу в очередь и запустит ее, как только появятся свободные ресурсы. +Вы можете задать "вес" задачи через параметр `pool_slots`, чтобы оптимизировать распределение нагрузки. Планировщик учитывает сумму занятых слотов. Например, в пуле из двух слотов задачи с `pool_slots=2` и `pool_slots=1` не смогут работать одновременно: одна ждет завершения другой. Пример настройки веса задач: @@ -58,7 +58,7 @@ BashOperator( ) ``` -Более подробную информацию о механизме пулов можно найти в [официальной документации](https://airflow.apache.org/docs/apache-airflow/stable/concepts/pools.html#pools). +Более подробную информацию о механизме пулов можно найти в [официальной документации](https://airflow.apache.org/docs/apache-airflow/2.9.2/administration-and-deployment/pools.html). ## Обмен данными между задачами: XCom и контекст выполнения @@ -220,100 +220,64 @@ TaskGroup — это удобный способ логической групп ## Система оповещений (алертинг) -Алертинг — один из ключевых компонентов системы оркестрации, так как важно своевременно получать уведомления об ошибках для их оперативного анализа и решения. - -В Airflow есть встроенная поддержка отправки уведомлений на электронную почту (при условии, что в конфигурации настроен SMTP-сервер). При создании DAG указываются email-адреса, на которые будут отправляться сообщения. С помощью параметров можно настроить различные сценарии оповещений. - -Давайте модифицируем наш первый DAG так, чтобы получать уведомления на почту при возникновении ошибок. При этом настроим перезапуск задач в случае неудачи (например, 2 попытки), но без уведомлений о самих перезапусках: - -В приведенном примере создан DAG с идентификатором 'customer_analysis_pipeline', который настроен на отправку уведомлений по электронной почте только при ошибках (email_on_failure=True), но не при повторных попытках (email_on_retry=False). Также установлено 2 попытки повторного запуска задач при ошибках с задержкой 2 минуты между попытками. +Для первого опыта достаточно callback с записью в лог. Он получает контекст задачи и помогает связать сообщение с конкретным запуском: ```python -import os -import datetime as dt -import pandas as pd -from airflow.models import DAG -from airflow.operators.python import PythonOperator -from airflow.operators.bash import BashOperator -from sqlalchemy import create_engine +import logging -# основные параметры DAG -args = { - 'owner': 'data_engineering_team', - 'start_date': dt.datetime(2021, 6, 15), - 'retries': 2, - 'retry_delay': dt.timedelta(minutes=2), - 'email': ["data-team@example.com"], - 'email_on_failure': True, - 'email_on_retry': False, -} -dag = DAG( - dag_id='customer_analysis_pipeline', - schedule_interval=None, - default_args=args, -) +def notify_failure(context): + ti = context["ti"] + logging.error( + "Ошибка: dag=%s task=%s run=%s причина=%s", + ti.dag_id, ti.task_id, context["run_id"], context["exception"], + ) ``` -Теперь вы будете получать email-уведомления при ошибках выполнения. +Укажите `on_failure_callback=notify_failure` в рабочем операторе. Функция вызывается после окончательного отказа, когда повторы исчерпаны. Для сообщения о предстоящем повторе существует `on_retry_callback`. Например, при `retries=2` задача может выполниться три раза: исходная попытка и два повтора. -Пример функции для отправки уведомлений с использованием параметров из контекста: +Callback запускается при реальном выполнении задачи. Ручная смена статуса в UI его не проверяет. Смотрите лог самой задачи и логи scheduler; ошибки callback ищите в логах scheduler. [Документация Airflow 2.9.2 о callbacks](https://airflow.apache.org/docs/apache-airflow/2.9.2/administration-and-deployment/logging-monitoring/callbacks.html). + +### Отправка почты по желанию + +В учебном стенде SMTP не настроен. Для отправки нужен SMTP-сервер и адрес получателя, которому можно отправлять тестовые сообщения. Укажите настройки в общем окружении сервисов Airflow: `AIRFLOW__SMTP__SMTP_HOST`, `AIRFLOW__SMTP__SMTP_PORT`, `AIRFLOW__SMTP__SMTP_MAIL_FROM`, параметры TLS/SSL и учетные данные вашего сервера. Секреты храните локально, вне Git. После изменения окружения пересоздайте сервисы командой `docker compose up -d`. Полный список параметров находится в [конфигурации Airflow 2.9.2](https://airflow.apache.org/docs/apache-airflow/2.9.2/configurations-ref.html#smtp). + +После настройки замените запись в лог отправкой сообщения: ```python -from datetime import datetime, timedelta, timezone -import dateutil +from html import escape + from airflow.utils.email import send_email_smtp -from airflow.operators.python import get_current_context -MAIL_LIST = [ - "email_1@gmail.ru", - "email_2@gmail.ru" -] +MAIL_TO = ["student@example.com"] # Замените своим тестовым адресом. -def notify_email(calculation_dt: str, dagrun_begin_time: str): - # dag_run date is utc timezone, so add `timezone.utc` to calculation_end to combat 3 hour diff. - context = get_current_context() - calculation_start = dateutil.parser.isoparse(dagrun_begin_time.replace('Z', '+00:00')) - calculation_end = datetime.now(timezone.utc) - duration = str(timedelta(seconds=(calculation_end - calculation_start).seconds)) - - title = f"Ежедневные расчёты завершились успешно (dag: {context['task_instance'].dag_id})." - - body = f""" - Привет,
- Я закончил работу над расчётом за "{calculation_dt}". Это заняло {duration} часов/минут/секунд.
- Логи и запуски тоже можно посмотреть тут. -
- -
-
- Навеки твой,
- Airflow бот
- """ - - send_email_smtp(";".join(MAIL_LIST), title, body) + +def notify_failure(context): + ti = context["ti"] + send_email_smtp( + to=MAIL_TO, + subject=f"Ошибка {ti.dag_id}: {ti.task_id}", + html_content=( + f"

Запуск: {escape(context['run_id'])}

" + f"

Причина: {escape(str(context['exception']))}

" + f'

Лог задачи

' + ), + ) + + +def notify_success(context): + send_email_smtp( + to=MAIL_TO, + subject=f"DAG {context['dag'].dag_id} завершен успешно", + html_content=f"

Запуск: {escape(context['run_id'])}

", + ) ``` -Такую функцию можно разместить в отдельном файле (например, `utils.py`), импортировать как модуль в нужных DAG и вызывать отдельной задачей: +Для примера с ошибками задайте `on_failure_callback=notify_failure` у двух рабочих задач, а `on_success_callback=notify_success` у самого `DAG(...)`. Если упадут обе задачи, придут два сообщения об отказе. Сообщение об успехе отправится только после успешного DAG Run. Не включайте одновременно `email_on_failure=True`, если не хотите получать еще и встроенное письмо о той же ошибке. -```python -from airflow.operators.python import PythonOperator -from airflow.utils.trigger_rule import TriggerRule -from utils import notify_email +Не добавляйте ради уведомления единственную завершающую задачу с `trigger_rule="all_done"`: если она успешна, Airflow может признать весь запуск успешным, несмотря на отказ внутри графа. Callback не меняет граф и итог обработки. Ошибка отправки означает проблему уведомления; она не превращает успешно обработанные данные в неуспешные и не скрывает исходный отказ. Подробности определения результата - в [описании DAG Run](https://airflow.apache.org/docs/apache-airflow/2.9.2/core-concepts/dag-run.html#dag-run-status). -LOCAL_CALCULATION_DT = '{{ dag.timezone.convert(execution_date).strftime("%Y-%m-%d") }}' -DAG_RUN_BEGIN_TIME = "{{ dag_run.start_date }}" - -email_notification_task = PythonOperator( - task_id="send_email_notification", - python_callable=notify_email, - dag=dag, - trigger_rule=TriggerRule.ALL_DONE, - op_args=[LOCAL_CALCULATION_DT, DAG_RUN_BEGIN_TIME], -) - -... >> email_notification_task -``` +Проверка: сначала воспроизведите окончательный отказ, затем успешный запуск. Сверьте текст каждого письма с состоянием соответствующего DAG Run. Упражнения находятся в [блоке ошибок](airflow-docker/educational-tasks.md#errors) и [задании на почту](airflow-docker/educational-tasks.md#resources). ## Практическое применение: улучшенный DAG diff --git a/README.md b/README.md index 66660a9..3c7f871 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -1,19 +1,8 @@ # Учебник по Apache Airflow для начинающих -Добро пожаловать в учебник по Apache Airflow! Этот курс создан специально для тех, кто уже освоил Python и SQL и готов познакомиться со своим первым инструментом для ETL-процессов. К учебнику прилагается готовый практический стенд, позволяющий сразу применить полученные знания на практике. +Учебник знакомит с Apache Airflow 2.9: устройством DAG, запуском задач, интерфейсом и поиском ошибок. К нему прилагается Docker-стенд с готовыми примерами. Перед началом нужны Python, pandas, SQL и основы Docker. -## 📚 Введение - -Apache Airflow — это мощный оркестратор рабочих процессов с открытым исходным кодом, который стал стандартом де-факто в мире обработки данных. Если вы работаете с автоматизацией процессов обработки информации — будь то подготовка данных для машинного обучения, создание отчетов или интеграция данных из различных источников — Airflow поможет вам организовать эти процессы эффективно и надежно. - -Этот учебник разработан с учетом того, что вы: -- Имеете базовые знания Python и SQL -- Хотите освоить свой первый ETL-инструмент -- Нуждаетесь в практическом руководстве с понятными объяснениями - -Мы начнем с основ и постепенно перейдем к продвинутым возможностям, чтобы вы могли уверенно использовать Airflow в реальных проектах. Курс ориентирован на версию Airflow 2.9 и использует практический подход с множеством примеров и визуальных материалов. - -## 🎯 Что вы узнаете +## Что вы узнаете - **Основы Airflow**: что это такое, для каких задач используется и почему он стал таким популярным - **Ключевые концепции**: DAG, задачи, операторы и другие фундаментальные понятия @@ -23,7 +12,7 @@ Apache Airflow — это мощный оркестратор рабочих п - **Отладка и мониторинг**: как понимать статусы задач и быстро находить проблемы - **Продвинутые возможности**: шаблоны, параметры, управление временем, пулы, XCom, TaskGroup и алертинг -## 📖 Содержание курса +## Содержание курса ### [01. Введение в Airflow](01%20-%20Введение%20в%20Airflow.md) - Почему Apache Airflow стал незаменимым инструментом для работы с данными @@ -73,34 +62,25 @@ Apache Airflow — это мощный оркестратор рабочих п - Логическая группировка задач с TaskGroup - Настройка системы оповещений и уведомлений -## 🛠️ Практический стенд +## Практический стенд -К этому учебнику прилагается полноценный стенд Apache Airflow, который позволяет сразу приступить к практике и закрепить полученные знания. В папке [`airflow-docker`](airflow-docker/) вы найдете готовую среду для экспериментов с 6 готовыми DAG'ами разной сложности и практическими заданиями для каждого из них. +В [`airflow-docker`](airflow-docker/) находятся Airflow 2.9.2, учебная PostgreSQL и девять готовых DAG. [Инструкция запуска](airflow-docker/README.md) поможет поднять стенд, а [маршрут практики](airflow-docker/educational-tasks.md) связывает восемь блоков заданий с главами учебника. -Стенд включает настроенную среду с PostgreSQL для тренировок, образцы данных и детальные инструкции для практических занятий. Подробную информацию о возможностях стенда и инструкции по запуску смотрите в [`README.md`](airflow-docker/README.md) папки `airflow-docker`. +Здесь вы запускаете готовый DAG, меняете одну часть и проверяете результат в графе, логах или данных. Самостоятельные процессы обработки данных относятся к курсовым работам дальше по [программе](https://de.dementev.space/). -## 🚀 Как использовать этот учебник +## Как использовать этот учебник -1. **Изучайте теорию**: начните с Введения в Airflow и переходите к следующим главам по порядку -2. **Практикуйтесь на стенде**: после каждой главы выполняйте соответствующие задания в практическом стенде -3. **Создавайте свои DAG**: применяйте полученные знания для решения реальных задач -4. **Используйте визуальные материалы**: в учебнике много изображений и диаграмм для лучшего понимания -5. **Экспериментируйте**: не бойтесь пробовать разные настройки и сценарии на учебном стенде +1. Прочитайте главы 1-5 и запустите стенд. Перед каждым блоком практики сверяйтесь с колонкой "Перед практикой": некоторые задания используют материал следующих глав. +2. Выполняйте основные задания блока по порядку и сохраняйте изменения. Каждый новый блок описывает, с какого состояния начать. +3. Проверяйте раздел "Что должно получиться". В опыте с ошибкой результатом может быть `failed`; важно найти причину и восстановить успешный запуск. +4. Задания "По желанию" можно пропустить. Они не нужны для продолжения основного маршрута, а высокая сложность отмечена отдельно. -## 📝 Технические требования +Практика завершена, когда пройдены основные задания всех восьми блоков и вы можете объяснить наблюдаемое поведение. Выполнение всех усложнений для этого не требуется. -- **Python**: базовое знание языка +## Технические требования + +- **Python и pandas**: чтение функций, работа с таблицами - **SQL**: понимание основных запросов и концепций - **Airflow**: версия 2.9 (на которой ориентирован курс) +- **Docker и Docker Compose**: запуск учебного стенда - **Среда разработки**: любой текстовый редактор или IDE с поддержкой Python - -## 💡 Советы для успешного обучения - -- **Не торопитесь**: лучше глубоко понять каждый концепт, чем быстро пройти весь курс -- **Задавайте вопросы**: если что-то непонятно, вернитесь к предыдущим материалам -- **Делайте заметки**: записывайте важные моменты и примеры кода -- **Применяйте на практике**: сразу пробуйте создавать свои DAG для реальных задач - ---- - -*Этот учебник создан для начинающих специалистов в области данных и инженерии. Все материалы ориентированы на практическое применение и пошаговое освоение Apache Airflow.* diff --git a/airflow-docker/README.md b/airflow-docker/README.md index 444fc85..e616b9b 100644 --- a/airflow-docker/README.md +++ b/airflow-docker/README.md @@ -1,277 +1,106 @@ -# Educational Airflow Setup for Beginners +# Учебный стенд Apache Airflow -Простой учебный стенд Apache Airflow для начинающих, изучающих SQL и Python. +Стенд содержит Airflow 2.9.2, учебную PostgreSQL и девять DAG. Он нужен для знакомства с инструментом: запустить пример, изменить его и посмотреть результат. Для работы понадобятся Docker с Compose, браузер и знания Python, pandas и SQL. -## 🎯 Цель проекта +## Запуск -Создать максимально простую среду для изучения Apache Airflow. -Для удобства все переменные окружения захардкожены в docker скрипты. На проде так делать не надо :) - -## 📋 Предварительные требования - -- Docker и Docker Compose -- Базовые знания Python и SQL -- Веб-браузер для доступа к интерфейсу Airflow - -## 🚀 Быстрый старт - -### 1. Запуск стенда +Из корня репозитория: ```bash -# Перейдите в директорию проекта cd airflow-docker - -# Запустите все сервисы -docker-compose up -d +docker compose up -d --build ``` -### 2. Доступ к интерфейсам +Команды подходят для Linux и PowerShell в Windows. При первом запуске Docker собирает образ, поднимает две БД, выполняет `airflow-init`, затем запускает webserver и scheduler. Инициализация создает учетную запись и подключение `postgres_training`. -- **Airflow UI**: http://localhost:8080 - - Логин: `admin` - - Пароль: `admin` +Проверьте состояние: -- **PostgreSQL для тренировок**: `localhost:5432` - - База данных: `training` - - Пользователь: `student` - - Пароль: `student` - -- **PostgreSQL для метаданных Airflow**: `localhost:5434` - - База данных: `airflow` - - Пользователь: `airflow` - - Пароль: `airflow` - -## 🏗️ Архитектура стенда - -```mermaid -graph LR - - %% Локальная файловая система - subgraph local["Локальная файловая система"] - dags["Каталог
Educational DAGs"] - fs["Local Filesystem"] - dags --> fs - end - - %% Docker-контейнеры - subgraph docker["Контейнеры Docker"] - subgraph airflow["Airflow"] - ws["Airflow Webserver"] - sch["Airflow Scheduler"] - meta["PostgreSQL Metadata"] - sch --> meta - ws --> meta - end - - subgraph training["Учебная БД"] - train["PostgreSQL Training"] - end - end - - %% Клиенты - subgraph clients["Клиенты"] - user["Пользователь
(браузер)"] - sql["SQL клиент"] - end - - %% Монтирование DAG'ов в контейнеры Airflow - dags -. "том с DAG-файлами" .- ws - dags -. "том с DAG-файлами" .- sch - - %% Airflow-задачи работают с учебной БД - sch -- "задачи DAG" --> train - - %% Внешние подключения - user -- "порт 8080" --> ws - sql -- "порт 5432" --> train +```bash +docker compose ps -a +docker compose logs airflow-init ``` -## 📁 Структура проекта +Завершение `airflow-init` с кодом 0 нормально: это разовая подготовка. Остальные четыре сервиса должны работать. Откройте http://localhost:8080 и войдите как `admin` / `admin`. -``` +| Сервис | Адрес с компьютера | База | Пользователь / пароль | +|---|---|---|---| +| Airflow UI | `http://localhost:8080` | - | `admin` / `admin` | +| Учебная PostgreSQL | `localhost:5432` | `training` | `student` / `student` | +| Метаданные Airflow | `localhost:5434` | `airflow` | `airflow` / `airflow` | + +В задачах используется адрес `postgres-training:5432`: это имя сервиса внутри Docker. Базу метаданных для упражнений не используйте. Учебные пароли заданы в Compose; для публичного сервера такая конфигурация не подходит. + +## Прохождение практики + +Откройте [задания](educational-tasks.md). Их восемь блоков проходят последовательно; перед каждым указаны нужные главы [учебника](../README.md), исходные файлы и настройки. + +Основные задания внутри блока сохраняют изменения предыдущих шагов. Дополнительные находятся в конце блока и помечены "По желанию"; их можно пропустить. Для завершения практики достаточно основных заданий и проверки их результатов. + +| Блок | DAG | +|---|---| +| [Первый DAG](educational-tasks.md#first-dag) | `hello_world_dag` | +| [SQL и подключения](educational-tasks.md#sql) | `sql_basic_dag` | +| [Работа с файлами](educational-tasks.md#files) | `file_operations_dag` | +| [Загрузка CSV и DQ](educational-tasks.md#load-dq) | `csv_to_postgres`, `csv_to_postgres_dq` | +| [Разбор ETL](educational-tasks.md#etl) | `data_processing_dag` | +| [Ветвление](educational-tasks.md#branching) | `branching_dag` | +| [Ошибки и повторы](educational-tasks.md#errors) | `error_handling_dag` | +| [Пулы, XCom и TaskGroup](educational-tasks.md#resources) | `resource_management_dag` | + +Описание поведения исходных примеров находится в [справочнике DAG](dag-specifications.md). Почта нужна только для отдельного задания по желанию; SMTP в стенде не настроен. + +## Файлы и данные + +```text airflow-docker/ -├── docker-compose.yml # Конфигурация Docker -├── .env # Файл не используется: переменные заданы в docker-compose.yml -├── dags/ # DAG файлы для обучения -│ ├── hello_world_dag.py # Базовый пример -│ ├── sql_basic_dag.py # Работа с SQL -│ ├── file_operations_dag.py # Обработка файлов -│ ├── csv_to_postgres.py # Загрузка CSV в Postgres (ETL) -│ ├── csv_to_postgres_dq.py # Проверки качества данных (DQ) -│ ├── data_processing_dag.py # Сложный ETL пайплайн -│ ├── branching_dag.py # Условная логика -│ └── error_handling_dag.py # Обработка ошибок -├── data/ # Данные и артефакты прогонов -│ ├── input/ # Входные данные -│ └── output/ # Сгенерированные CSV, отчеты и результаты обработки -├── logs/ # Логи Airflow -├── README.md # Эта инструкция -└── educational-tasks.md # Практические задания для студентов +├── docker-compose.yml # Сервисы, порты и учебные подключения +├── Dockerfile # Airflow 2.9.2 +├── requirements.txt # Дополнительные Python-пакеты +├── dags/ # Девять учебных DAG +├── data/input/ # Входные CSV и данные упражнений +├── data/output/ # Результаты задач +├── init-postgres.sql # Начальная подготовка учебной БД +└── educational-tasks.md # Маршрут и условия заданий ``` -## 🎓 Учебные материалы +`dags/` и `data/` смонтированы в контейнеры как `/opt/airflow/dags/` и `/opt/airflow/data/`. Правки DAG подхватываются планировщиком; перед новым запуском дождитесь обновления вкладки Code. Резервные копии Python-файлов храните вне `dags/`, чтобы не создать два определения одного `dag_id`. -### Основы Airflow +Таблицы PostgreSQL сохраняются в именованных томах `pg_data` и `pgmeta`. Обычная остановка их не удаляет. Логи Airflow хранятся внутри контейнеров; важные логи опыта сохраните до удаления контейнеров. -**Цели:** -- Понимание структуры DAG -- Создание простых задач -- Настройка зависимостей между задачами - -**Примеры DAG:** -- `hello_world_dag.py` - базовые операторы Python -- `sql_basic_dag.py` - работа с базами данных - -### Интеграция с данными - -**Цели:** -- Подключение к PostgreSQL -- Выполнение SQL запросов -- Обработка файлов CSV - -**Примеры DAG:** -- `file_operations_dag.py` - работа с файлами -- `csv_to_postgres.py` - загрузка данных из CSV в PostgreSQL -- `csv_to_postgres_dq.py` - автоматизированные проверки качества (Data Quality) -- `data_processing_dag.py` - ETL процессы - -### Продвинутые возможности - -**Цели:** -- Условное выполнение задач -- Обработка ошибок -- Параметризация workflows - -**Примеры DAG:** -- `branching_dag.py` - условная логика -- `error_handling_dag.py` - обработка ошибок - -## 🎯 Практические задания - -Для закрепления знаний по каждому DAG мы подготовили практические задания разного уровня сложности: - -### 📋 Учебные задания - -В файле **[educational-tasks.md](educational-tasks.md)** вы найдете детальные задания для каждого DAG: - -- 🌱 **Начальный уровень**: Базовые задачи по созданию и настройке DAG'ов -- 📚 **Средний уровень**: Работа с данными, файлами и SQL операциями -- 🚀 **Продвинутый уровень**: ETL процессы, ветвление, обработка ошибок - -### 🎓 Рекомендуемый путь обучения - -1. **Начните с `hello_world_dag.py`** - освоите основы Airflow -2. **Перейдите к `sql_basic_dag.py`** - изучите работу с базами данных -3. **Попрактикуйтесь на `file_operations_dag.py`** - работа с файлами -4. **Освойте ETL и DQ на `csv_to_postgres.py` и `csv_to_postgres_dq.py`** - загрузка и валидация данных -5. **Разберите сложный ETL на `data_processing_dag.py`** - обработка данных -6. **Изучите продвинутые темы** - ветвление и обработка ошибок - -Каждое задание содержит: -- Цель и сложность выполнения -- Конкретные требования к модификации кода -- Ожидаемый результат -- Время на выполнение - -## 🔧 Технические детали - -### Переменные окружения - -В этом проекте мы не используем `.env`: все значения заданы напрямую в `docker-compose.yml`. - -Сервисы Airflow получают: -- `POSTGRES_TRAINING_HOST=postgres-training` -- `POSTGRES_TRAINING_PORT=5432` -- `POSTGRES_TRAINING_DB=training` -- `POSTGRES_TRAINING_USER=student` -- `POSTGRES_TRAINING_PASSWORD=student` -- `AIRFLOW_CONN_POSTGRES_TRAINING=postgresql://student:student@postgres-training:5432/training` - -`docker-compose run --rm airflow-init` запускает `airflow connections add postgres_training`, поэтому соединение доступно сразу после инициализации. Проверить наличие можно через: +Для SQL-запросов из заданий: ```bash -docker-compose exec airflow-webserver airflow connections get postgres_training +docker compose exec postgres-training psql -U student -d training ``` -`csv_to_postgres.py` по умолчанию складывает сгенерированные CSV в `/opt/airflow/data/output`, то есть в локальный каталог `airflow-docker/data/output/`. +Выход из psql - `\q`. Готовое подключение Airflow можно проверить командой: - -### Порты - -- `8080` - Airflow Webserver -- `5432` - PostgreSQL для тренировок -- `5434` - PostgreSQL для метаданных Airflow - -## 🛠️ Управление стендом - -### Запуск сервисов ```bash -docker-compose up -d +docker compose exec airflow-webserver airflow connections get postgres_training ``` -### Остановка сервисов +## Управление и поиск ошибок + +Все команды ниже выполняются из `airflow-docker`. + ```bash -docker-compose down +docker compose exec airflow-webserver airflow version +docker compose exec airflow-webserver airflow dags list +docker compose exec airflow-webserver airflow dags list-import-errors +docker compose logs airflow-scheduler +docker compose logs airflow-webserver ``` -### Просмотр логов +Если DAG не появился, проверьте путь файла и ошибки импорта. Если задача упала, сначала откройте ее лог в UI. При ошибке подключения проверьте `docker compose ps` и Conn Id задачи. Задачи из блока 8 ждут, пока вы создадите указанный в задании пул. + +Остановка с сохранением данных: + ```bash -# Логи Airflow -docker-compose logs airflow-webserver -docker-compose logs airflow-scheduler - -# Логи PostgreSQL -docker-compose logs postgres-training -docker-compose logs postgres-metadata +docker compose down ``` -### Перезапуск конкретного сервиса -```bash -docker-compose restart airflow-webserver -``` - -## 🐛 Решение проблем - -### DAG не появляется в интерфейсе -- Проверьте, что файл находится в папке `dags/` -- Убедитесь в правильности синтаксиса Python -- Проверьте логи планировщика: `docker-compose logs airflow-scheduler` - -### Ошибки подключения к базе данных -- Убедитесь, что PostgreSQL запущен: `docker-compose ps` -- Проверьте логи PostgreSQL: `docker-compose logs postgres-training` - -### Задачи завершаются с ошибкой -- Проверьте логи задачи в интерфейсе Airflow -- Убедитесь в наличии необходимых Python пакетов - -## 📚 Дополнительные ресурсы - -- [Официальная документация Airflow](https://airflow.apache.org/docs/) -- [Учебные материалы в родительской папке](../) -- [Практические задания для студентов](educational-tasks.md) - ---- - -## 🌟 Начало работы с заданиями - -После запуска стенда Airflow, откройте файл [educational-tasks.md](educational-tasks.md) и выберите задание, соответствующее вашему уровню подготовки. Каждое задание содержит подробные инструкции и ожидаемые результаты. - -**Быстрый старт с заданиями:** -```bash -# Запустите стенд -docker-compose up -d - -# Откройте задания в браузере или редакторе -# И следуйте инструкциям из educational-tasks.md -``` - -Удачи в изучении Apache Airflow! - ---- - -**Примечание**: Этот стенд предназначен исключительно для учебных целей. Для production использования требуется дополнительная настройка безопасности. +Повторный запуск - `docker compose up -d`. Для полного сброса обеих БД используйте `docker compose down -v`: эта команда удалит учебные таблицы, историю запусков и настройки Airflow в томах. Файлы в `data/` останутся. ## Для авторов курса -[План обновления практики](../docs/specs/2026-09-28-practice-improvement-plan.md) — согласованный подход, найденные несогласованности, порядок доработки и проверки заданий. +[План обновления практики](../docs/specs/2026-09-28-practice-improvement-plan.md) сохраняет согласованные решения, разбор исходных заданий и результаты проверок. diff --git a/airflow-docker/dag-specifications.md b/airflow-docker/dag-specifications.md index ab674da..e6f917c 100644 --- a/airflow-docker/dag-specifications.md +++ b/airflow-docker/dag-specifications.md @@ -1,327 +1,29 @@ -# Educational DAG Specifications for Airflow Learning +# Что делают исходные DAG -## Learning Progression Structure +Это справочник примеров для Airflow 2.9.2. Порядок прохождения, изменения кода и условия завершения находятся в [практических заданиях](educational-tasks.md). -### Level 1: Basic Concepts (Week 1) +| DAG и файл в `dags/` | Подготовка | Поведение и результат | +|---|---|---| +| `hello_world_dag` (`hello_world_dag.py`) | Не требуется | Три Python-задачи печатают приветствие, дату и завершение. Расписание ежедневное, `catchup=False`. | +| `sql_basic_dag` (`sql_basic_dag.py`) | Connection `postgres_training`, создаваемый при запуске стенда | Создает `public.students_sample`, очищает перед вставкой, добавляет трех студентов и выполняет SELECT. После каждого полного запуска в таблице три строки. | +| `file_operations_dag` (`file_operations_dag.py`) | Каталоги `data/input`, `data/output` из репозитория | Генерирует 100 строк, проверяет данные, сохраняет `output/processed_data.csv` и `output/summary.txt`. Категория High начинается с 70000. | +| `csv_to_postgres` (`csv_to_postgres.py`) | Connection `postgres_training` | Создает `public.orders`, генерирует CSV на 1000 строк, передает путь через XCom и загружает файл. Уже существующие `order_id` пропускаются; новый полный запуск генерирует новые заказы. | +| `csv_to_postgres_dq` (`csv_to_postgres_dq.py`) | Успешная загрузка `csv_to_postgres`; запускать вручную после нее | Проверяет таблицу, точную схему из четырех колонок, наличие строк и отсутствие дубликатов. Сводка перечисляет состояния проверок. По умолчанию после ошибки последующие задачи не выполняются (`all_success`). | +| `data_processing_dag` (`data_processing_dag.py`) | Не требуется, свои входные CSV создаются заново | Извлекает 5 клиентов и 6 заказов в `output/extracted_*.csv`, читает их при преобразовании. `simulate_load` печатает число строк и DDL без записи в БД. Отчет: 6 заказов, выручка 2105. | +| `branching_dag` (`branching_dag.py`) | Variable `branch_format`: `csv` или `json`; по умолчанию `csv` | Выбранная ветка имитирует обработку, другая получает `skipped`. Слияние читает XCom текущего запуска с `none_failed_min_one_success`. Неизвестный формат приводит к ошибке. | +| `error_handling_dag` (`error_handling_dag.py`) | Variable `error_mode`, по умолчанию `retry_once` | Две рабочие задачи, по одному повтору с задержкой 10 секунд. Оба обработчика зависят от обеих задач. Окончательный отказ сохраняет `failed` у DAG Run, даже если обработчик ошибки успешен. | +| `resource_management_dag` (`resource_management_dag.py`) | Создать `training_pool` с 2 слотами | Две задачи по 20 секунд имитируют чтение и занимают 2 и 1 слот, поэтому работают последовательно. Через XCom передают 20 и 30; следующая задача возвращает словарь, последняя печатает его. | -#### 1.1 hello_world_dag.py -**Learning Objectives:** -- Understand basic DAG structure -- Learn about PythonOperator -- Understand task dependencies +Все DAG, кроме `hello_world_dag`, запускаются вручную. Связи между загрузчиком CSV и DQ-DAG нет. Файлы из `input/orders.csv` в ETL-примере и таблица `public.orders` в загрузчике относятся к разным блокам. -**DAG Structure:** -```python -from airflow import DAG -from airflow.operators.python import PythonOperator -from datetime import datetime +## Режимы примера с ошибками -def print_hello(): - print("Hello World from Airflow!") +| `error_mode` | Рабочие задачи | Обработчики | DAG Run | +|---|---|---|---| +| `success` | Обе успешны с первой попытки | Успех: `success`, ошибка: `skipped` | `success` | +| `retry_once` | `retry_task` падает один раз, затем успешна | Успех: `success`, ошибка: `skipped` | `success` | +| `fail_first` | `unreliable_task` окончательно падает | Успех: `upstream_failed`, ошибка: `success` | `failed` | +| `fail_second` | `retry_task` окончательно падает | Успех: `upstream_failed`, ошибка: `success` | `failed` | +| `fail_both` | Обе окончательно падают | Успех: `upstream_failed`, ошибка: `success` | `failed` | -def print_date(): - print(f"Current date: {datetime.now()}") - -def print_goodbye(): - print("Goodbye from Airflow!") - -# DAG definition with simple tasks -``` - -**Tasks:** -- `start_task`: Print welcome message -- `date_task`: Print current date/time -- `end_task`: Print goodbye message - -**Dependencies:** -start_task → date_task → end_task - -#### 1.2 sql_basic_dag.py -**Learning Objectives:** -- Connect to PostgreSQL database -- Execute SQL queries -- Use PostgresOperator - -**Connection Hint:** `docker-compose run --rm airflow-init` automatically provisions the `postgres_training` connection via `airflow connections add`, so no manual setup is required. You can verify it with `docker-compose exec airflow-webserver airflow connections get postgres_training`. - -**Tasks:** -- `create_table`: Create simple table (users, products) -- `insert_data`: Insert sample records -- `query_data`: Select and display data -- `drop_table`: Clean up (optional) - -**SQL Operations:** -```sql --- Create table -CREATE TABLE IF NOT EXISTS students ( - id SERIAL PRIMARY KEY, - name VARCHAR(100), - age INTEGER, - created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW() -); - --- Insert data -INSERT INTO students (name, age) VALUES -('Alice', 22), -('Bob', 24), -('Charlie', 21); -``` - -### Level 2: Intermediate Concepts (Week 2) - -#### 2.1 file_operations_dag.py -**Learning Objectives:** -- File system operations -- CSV data processing -- Data transformation - -**Tasks:** -- `generate_sample_data`: Create CSV file with random data -- `read_csv_file`: Read and validate data -- `transform_data`: Simple data transformations -- `write_output`: Save processed data - -**Sample Data Structure:** -```csv -id,name,department,salary -1,Alice,Engineering,50000 -2,Bob,Marketing,45000 -3,Charlie,Sales,48000 -``` - -#### 2.2 csv_to_postgres.py -**Learning Objectives:** -- Load CSV data into PostgreSQL database -- Implement idempotent loading via temporary table -- Use XCom for passing file paths between tasks -- Work with PostgreSQL connections in Airflow - -**Scenario:** -Generate sample orders data as CSV, preview it, and load it into PostgreSQL. - -**Tasks:** -- `create_orders_table`: Create public.orders table in PostgreSQL -- `generate_csv`: Generate sample orders CSV file -- `preview_csv`: Display first few rows of CSV -- `load_csv_to_postgres`: Load CSV data into PostgreSQL using temporary table - -**Database Connection:** Uses `postgres_training` connection (auto-provisioned by init script). -**Generated Files:** CSV files are written to `/opt/airflow/data/output/`. - -**Sample Data Structure:** -```csv -order_id,order_ts,customer_id,amount -1,2023-10-01 10:30:00,101,1250.50 -2,2023-10-01 11:45:00,102,890.00 -3,2023-10-02 09:15:00,103,2100.75 -``` - -**Data Quality Checks:** Run `csv_to_postgres_dq.py` after loading to validate the target table. - -#### 2.3 csv_to_postgres_dq.py -**Learning Objectives:** -- Implement data quality validation in Airflow -- Use Python functions for data checks -- Handle data quality failures -- Separate validation from main ETL pipeline - -**Scenario:** -Run automated data quality checks on the public.orders table after CSV loading. - -**Tasks:** -- `check_table_exists`: Verify public.orders table exists -- `check_schema`: Validate table schema matches expected structure -- `check_row_count`: Ensure table has data -- `check_duplicates`: Verify no duplicate order_id values - -**Quality Checks:** -- Table existence in public schema -- Column names and data types (order_id, order_ts, customer_id, amount) -- Minimum row count (> 0) -- Unique order_id values (no duplicates) - -**Helper Functions:** All DQ check functions are defined directly in `csv_to_postgres_dq.py`. - -#### 2.4 data_processing_dag.py -**Learning Objectives:** -- ETL pipeline concepts -- Multiple data sources -- Error handling basics - -**Tasks:** -- `extract_customers`: Read customer data -- `extract_orders`: Read order data -- `transform_data`: Join and process data -- `load_to_database`: Save results -- `generate_report`: Create summary - -### Level 3: Advanced Concepts (Week 3) - -#### 3.1 branching_dag.py -**Learning Objectives:** -- Conditional task execution -- BranchPythonOperator -- Decision making in workflows - -**Scenario:** -Process data based on file type or data quality - -**Tasks:** -- `check_file_type`: Determine processing path -- `process_csv_branch`: For CSV files -- `process_json_branch`: For JSON files -- `merge_results`: Combine outputs - -#### 3.2 error_handling_dag.py -**Learning Objectives:** -- Task retries -- Error notifications -- Failure handling - -**Tasks:** -- `unreliable_task`: Simulate failures -- `retry_task`: Demonstrate retry mechanism -- `success_handler`: On success callback -- `failure_handler`: On failure callback - -### Level 4: Orchestration & Collaboration (Week 4) - -#### 4.1 advanced_features_dag.py -**Learning Objectives:** -- Control concurrency with pools and `pool_slots` -- Exchange data between tasks using XCom -- Group related tasks using `TaskGroup` -- Configure email-based alerting on failures - -**Scenario:** -Enhanced daily analytics pipeline that reads data from the training database, performs transformations, and writes summaries, while limiting heavy backup tasks via a dedicated pool and sending notifications about pipeline status. - -**Tasks:** -- `extract_group`: Use `TaskGroup` to wrap extract tasks (e.g., customers and orders) -- `transform_group`: Aggregate metrics and prepare summary tables -- `load_group`: Simulate loading results back into the training database or files -- `backup_task`: Heavy backup task running in a dedicated pool (e.g., `backup_pool`) with custom `pool_slots` -- `calculate_metrics`: Python task that returns aggregated metrics (pushed to XCom) -- `log_metrics`: Task that reads metrics via `xcom_pull` and logs them or uses them in a template -- `send_notification`: Final notification task (email or log) triggered with `ALL_DONE` semantics - -## Sample Data Files - -### customers.csv -```csv -customer_id,name,email,join_date -1,Alice Johnson,alice@example.com,2023-01-15 -2,Bob Smith,bob@example.com,2023-02-20 -3,Charlie Brown,charlie@example.com,2023-03-10 -``` - -### orders.csv -```csv -order_id,customer_id,product,amount,order_date -101,1,Laptop,1200,2023-10-01 -102,2,Monitor,300,2023-10-02 -103,1,Keyboard,80,2023-10-03 -104,3,Mouse,25,2023-10-04 -``` - -### products.csv -```csv -product_id,name,category,price -1,Laptop,Electronics,1200 -2,Monitor,Electronics,300 -3,Keyboard,Electronics,80 -4,Mouse,Electronics,25 -``` - -## Database Schema for Training - -### Students Table -```sql -CREATE TABLE students ( - student_id SERIAL PRIMARY KEY, - first_name VARCHAR(50), - last_name VARCHAR(50), - email VARCHAR(100), - enrollment_date DATE, - grade INTEGER -); -``` - -### Courses Table -```sql -CREATE TABLE courses ( - course_id SERIAL PRIMARY KEY, - course_name VARCHAR(100), - instructor VARCHAR(100), - credits INTEGER -); -``` - -### Enrollments Table -```sql -CREATE TABLE enrollments ( - enrollment_id SERIAL PRIMARY KEY, - student_id INTEGER REFERENCES students(student_id), - course_id INTEGER REFERENCES courses(course_id), - enrollment_date DATE, - grade CHAR(1) -); -``` - -## Learning Outcomes by Week - -### Week 1: Foundation -- ✅ Understand DAG structure and components -- ✅ Create basic Python tasks -- ✅ Set up task dependencies -- ✅ Run first successful workflow - -### Week 2: Integration -- ✅ Connect to databases -- ✅ Execute SQL operations -- ✅ Process file data -- ✅ Build simple ETL pipelines - -### Week 3: Advanced Features -- ✅ Implement conditional logic -- ✅ Handle errors and retries -- ✅ Use parameters and templates -- ✅ Monitor and debug workflows - -### Week 4: Orchestration & Operations -- ✅ Use pools to control resource usage -- ✅ Share data between tasks via XCom -- ✅ Group tasks using `TaskGroup` -- ✅ Configure alerting and notifications for failures - -## Common Pitfalls and Solutions - -### Problem: DAG not appearing in UI -**Solution:** Check DAG file location and syntax - -### Problem: Database connection errors -**Solution:** Verify connection strings and database availability - -### Problem: Task failures -**Solution:** Check logs, implement proper error handling - -### Problem: Scheduling issues -**Solution:** Understand cron expressions and execution dates - -## Assessment Criteria - -### Basic Competency -- Can create simple DAG with 3+ tasks -- Understands task dependencies -- Can run and monitor workflows - -### Intermediate Competency -- Can integrate with databases -- Can process file data -- Implements basic error handling - -### Advanced Competency -- Uses conditional branching -- Implements proper error handling -- Creates reusable components -- Optimizes workflow performance +Меняйте Variable после завершения предыдущего запуска. `retries=1` означает две попытки всего. `failure_handler` использует `one_failed`: достаточно одного окончательного отказа, ждать завершения другой рабочей задачи ему не обязательно. diff --git a/airflow-docker/educational-tasks.md b/airflow-docker/educational-tasks.md index a40dbad..8599f62 100644 --- a/airflow-docker/educational-tasks.md +++ b/airflow-docker/educational-tasks.md @@ -1,478 +1,435 @@ -# Учебные задания по Apache Airflow +# Практика по Apache Airflow -Этот документ содержит практические задания для закрепления знаний по Apache Airflow. Каждое задание соответствует одному из учебных DAG'ов и направлено на лучшее понимание конкретных концепций. +Здесь мы знакомимся с Airflow на готовых примерах: запускаем DAG, меняем задачи и смотрим, что произошло. Свой цельный процесс обработки данных вы соберете в курсовых работах дальше по программе. -## Общие инструкции +## Как проходить практику -Перед выполнением заданий: -1. Убедитесь, что стенд Airflow запущен: `docker-compose up -d` -2. Проверьте доступность интерфейса: http://localhost:8080 -3. Ознакомьтесь с соответствующим DAG'ом в интерфейсе Airflow -4. Откройте исходный код DAG'а и прочитайте описание в начале файла +В каждом блоке сначала выполните основную практику. Задания "По желанию" находятся в конце блока: их можно пропустить и перейти дальше. Сложность указана отдельно. Если дополнительному заданию нужны результаты другого упражнения, это написано в его начале. ---- +Основные задания одного блока выполняйте последовательно, сохраняя изменения. Перед новым блоком прочитайте условия начала. Загрузка CSV и проверки DQ используют одну таблицу, поэтому идут вместе. -## Задания для hello_world_dag.py +| Блок | Примеры | Что наблюдаем | Перед практикой | +|---|---|---|---| +| [1. Первый DAG](#first-dag) | `hello_world_dag.py` | Задачи, зависимости, операторы, расписание | Главы 4, 5 и 8 | +| [2. SQL и подключения](#sql) | `sql_basic_dag.py` | Connection, SQL, ошибка подключения | Глава 7 | +| [3. Работа с файлами](#files) | `file_operations_dag.py` | Результаты отдельных задач | Главы 5 и 6 | +| [4. Загрузка и DQ](#load-dq) | `csv_to_postgres.py`, `csv_to_postgres_dq.py` | XCom, данные в БД, ошибка проверки | Главы 6, 7 и 9 | +| [5. Разбор ETL](#etl) | `data_processing_dag.py` | Параллельные шаги и путь данных | Глава 5 | +| [6. Ветвление](#branching) | `branching_dag.py` | Variables, выбранная ветка, `skipped` | Главы 6 и 7 | +| [7. Ошибки и повторы](#errors) | `error_handling_dag.py` | Попытки, обработчики, итог запуска | Главы 6 и 9 | +| [8. Пулы и группировка](#resources) | `resource_management_dag.py` | Слоты, XCom, TaskGroup | Глава 9 | -**Цель:** Освоить базовые концепции Airflow — создание задач, зависимости, операторы. +Главы доступны в [оглавлении учебника](../README.md). Инструкция запуска и параметры учебной БД находятся в [README стенда](README.md). -### Задание 1: Модификация существующих задач -**Сложность:** Начальная +Откройте http://localhost:8080, войдите как `admin` / `admin`. Для выбранного DAG включите переключатель и нажмите Trigger DAG. Дождитесь завершения запуска, затем откройте его граф и логи задач. После правки Python-файла дождитесь обновления вкладки Code; новый запуск должен использовать новый код. Если DAG исчез или перестал обновляться, проверьте Import Errors и логи scheduler. -**Задача:** -- Откройте файл `hello_world_dag.py` -- Измените текст в функциях `print_hello()`, `print_date()`, `print_goodbye()` на русский язык -- Добавьте новую задачу, которая выводит текущую погоду (можно использовать фиктивные данные) +Каталог `/opt/airflow/data/` в контейнере соответствует `airflow-docker/data/` на компьютере. Команды ниже выполняются из `airflow-docker`. Подойдет терминал Linux или PowerShell в Windows. -**Подсказка:** -- Новая задача создаётся по аналогии с `date_task` — нужна Python-функция и `PythonOperator` для неё -- Не забудьте встроить задачу в цепочку зависимостей (`>>`) -- После сохранения файла DAG подхватится автоматически — запустите его вручную через UI и проверьте логи +Для SQL можно открыть консоль учебной БД: -**Цель задания:** Понять структуру DAG, научиться добавлять и модифицировать задачи. +```bash +docker compose exec postgres-training psql -U student -d training +``` -### Задание 2: Изменение расписания -**Сложность:** Начальная +В ней выполняются SQL-запросы из заданий; выход - `\q`. Сохраняйте исходные DAG перед опытами вне каталога `dags`: две Python-копии с одинаковым `dag_id` мешают Airflow выбрать нужную. -**Задача:** -- Измените `schedule_interval` с ежедневного на еженедельное выполнение -- Добавьте параметр `max_active_runs` для ограничения одновременных запусков -- Проверьте изменения в интерфейсе Airflow + -**Подсказка:** -- Расписание задаётся в параметрах `DAG(...)` — ищите `schedule_interval` -- Можно использовать `timedelta(weeks=1)` или cron-выражение (например, `'0 0 * * 1'`) -- `max_active_runs` — тоже параметр `DAG()` +## 1. Первый DAG -**Цель задания:** Освоить настройку расписания и параметров выполнения DAG. +Начните с исходного `hello_world_dag.py`. В нем три задачи: `start_task`, `date_task`, `end_task`. Включение DAG с расписанием может создать автоматический запуск; для опытов выбирайте свой ручной запуск. -### Задание 3: Добавление BashOperator -**Сложность:** Средняя +### 1.1. Добавить задачу -**Задача:** -- Добавьте задачу с `BashOperator`, которая создает текстовый файл в папке `/opt/airflow/data/output/` -- Настройте зависимости так, чтобы эта задача выполнялась между `date_task` и `end_task` -- Убедитесь, что файл создается при каждом запуске DAG +Основная практика. Сложность: начальная. -**Подсказка:** -- Импорт `BashOperator` уже есть в файле — посмотрите шапку -- `BashOperator` принимает параметр `bash_command` со строкой shell-команды -- Для записи в файл подойдёт обычный `echo "текст" > /path/to/file.txt` -- Проверить результат можно: `docker-compose exec airflow-webserver cat /opt/airflow/data/output/<ваш_файл>` +Запустите исходный DAG и найдите сообщения всех трех задач. Переведите приветствие на русский, затем добавьте функцию с фиктивной погодой и `PythonOperator` с `task_id="weather_task"`. Включите ее между `start_task` и `date_task`, изменив существующую цепочку зависимостей. -**Цель задания:** Научиться работать с разными типами операторов. +**Что должно получиться:** в новом запуске четыре задачи со статусом `success`, а в логе `weather_task` есть выбранный вами текст. В графе видно, какая задача должна закончиться перед ней. ---- +### 1.2. Создать файл через BashOperator -## Задания для sql_basic_dag.py +Основная практика. Сложность: начальная. -**Цель:** Освоить работу с базами данных через Airflow. +Добавьте между `date_task` и `end_task` задачу `write_note`. Импорт `BashOperator` уже есть. В `bash_command` запишите команду `echo 'Airflow works' > /opt/airflow/data/output/note.txt`. -### Задание 1: Расширение структуры таблицы -**Сложность:** Средняя +После запуска проверьте файл: -**Задача:** -- Добавьте в таблицу `students_sample` новые поля: `email`, `phone`, `registration_date` -- Модифицируйте SQL-запросы для работы с новой структурой -- Добавьте задачу для обновления существующих записей +```bash +docker compose exec airflow-webserver cat /opt/airflow/data/output/note.txt +``` -**Подсказка:** -- Новые колонки добавляются в переменную `create_table_sql` — подберите подходящие типы (VARCHAR, DATE и т.д.) -- Не забудьте обновить `insert_data_sql` — количество значений в INSERT должно совпадать с количеством колонок -- Для задачи UPDATE создайте новую SQL-переменную и новый `PostgresOperator` по аналогии с существующими -- **Подводный камень:** `TRUNCATE TABLE` не изменяет структуру. Чтобы новые колонки появились, замените его на `DROP TABLE IF EXISTS` +**Что должно получиться:** пять успешных задач и файл с текстом `Airflow works`. При повторном запуске этот файл перезаписывается. -**Цель задания:** Научиться работать с миграциями схемы базы данных. +### 1.3. Посмотреть расписание -### Задание 2: Создание отчетов -**Сложность:** Средняя +Основная практика. Сложность: начальная. -**Задача:** -- Добавьте задачу, которая создает сводный отчет по данным студентов -- Отчет должен содержать: количество студентов, средний возраст, распределение по возрасту -- Сохраните отчет в файл в папке `/opt/airflow/data/output/` +Замените `schedule_interval` на `'0 0 * * 1'`. Найдите новое расписание и следующий автоматический запуск в UI. Сопоставьте дату запуска с часовым поясом DAG. `catchup=False` оставьте как есть. -**Подсказка:** -- Здесь понадобится `PythonOperator`, а не `PostgresOperator` — потому что нужно получить результат SQL и записать в файл -- Для подключения к БД из Python-функции используйте `PostgresHook` (импорт: `from airflow.providers.postgres.hooks.postgres import PostgresHook`) -- У хука есть метод `get_conn()`, который возвращает обычное psycopg2-соединение — дальше работайте через `cursor.execute()` и `fetchone()` -- Задачу поставьте перед `drop_table` в цепочке зависимостей +**Что должно получиться:** UI показывает запуск по понедельникам в 00:00 в часовом поясе DAG. Ручной запуск по кнопке по-прежнему выполняется сразу, когда доступны ресурсы. Для проверки расписания ждать понедельника не нужно. После опыта выключите переключатель DAG. -**Цель задания:** Освоить создание аналитических отчетов в DAG'ах. +### 1.A. Ограничить одновременные запуски -### Задание 3: Работа с соединениями -**Сложность:** Средняя +По желанию. Сложность: средняя. -**Задача:** -- Создайте новое соединение к базе данных через Airflow UI -- Модифицируйте DAG для использования нового соединения -- Добавьте обработку ошибок подключения к БД +В `DAG(...)` задайте `max_active_runs=1`. В одну Python-функцию временно добавьте `time.sleep(30)` с импортом `time`. Включите DAG и запустите его вручную дважды с разными Run Id. -**Подсказка:** -- Соединения создаются в UI: Admin → Connections → "+" -- Параметры для нашей учебной БД: Host = `postgres-training`, Schema = `training`, Login = `student`, Password = `student`, Port = `5432` -- В DAG-файле соединение указывается через `postgres_conn_id` — замените значение на ваш новый Conn Id -- Для проверки ошибок попробуйте указать несуществующее соединение и посмотрите, что покажут логи +**Что должно получиться:** пока первый запуск выполняет задержку, второй не начинает свои задачи. После первого он продолжает работу. Удалите задержку и выключите DAG; ограничение можно оставить. -**Цель задания:** Научиться управлять соединениями с внешними системами. + ---- +## 2. SQL и подключения -## Задания для file_operations_dag.py +Используйте исходный `sql_basic_dag.py`. Он создает `public.students_sample`, очищает ее перед вставкой и добавляет трех студентов. После выполнения данные остаются для проверки. Повторный полный запуск снова оставит три строки. Остальные таблицы учебной БД этот DAG не меняет. -**Цель:** Освоить работу с файлами и данными в Airflow. +### 2.1. Подключиться к учебной БД -### Задание 1: Модификация генерации данных -**Сложность:** Средняя +Основная практика. Сложность: начальная. -**Задача:** -- Добавьте новые поля в генерируемые данные: `department`, `experience_years`, `education_level` -- Модифицируйте валидацию для проверки новых полей -- Добавьте фильтрацию данных по определенным критериям (например, опыт > 3 года) +Запустите DAG с готовым соединением `postgres_training`. В Admin > Connections создайте `student_postgres`: Connection Type = Postgres, Host = `postgres-training`, Database/Schema = `training`, Login = `student`, Password = `student`, Port = `5432`. Замените `postgres_conn_id` во всех SQL-задачах на свой Conn Id. -**Подсказка:** -- Генерация данных происходит в функции `generate_sample_data()` — новые поля добавляются в словарь `data` -- Для `department` подойдёт `random.choice()` со списком отделов, для `experience_years` — привяжите к возрасту (не может быть больше `age - 18`) -- Валидация — в функции `read_and_validate_data()`: добавьте `assert` по аналогии с существующими -- Фильтрацию (pandas `df[df['experience_years'] > 3]`) можно добавить в `transform_data()` и сохранить отдельным файлом +Проверьте таблицу: -**Цель задания:** Научиться работать с различными типами данных и валидацией. +```sql +SELECT name, age FROM public.students_sample ORDER BY name; +``` -### Задание 2: Создание дополнительных отчетов -**Сложность:** Средняя +**Что должно получиться:** Alice - 22, Bob - 24, Charlie - 21. Новый запуск с вашим Connection также успешен. -**Задача:** -- Создайте отчет в формате JSON с детальной статистикой по отделам -- Добавьте визуализацию данных с помощью библиотеки matplotlib (сохранение графика в файл) -- Создайте сводку по зарплатам в разных возрастных категориях +Чтобы увидеть ошибку подключения, временно укажите несуществующий Conn Id и поставьте `retries=0` в `default_args`. Запустите DAG и найдите причину в логе первой задачи. Исправьте Conn Id, верните исходное число повторов и создайте новый запуск. Ручная отметка задачи как успешной не проверяет подключение. -**Подсказка:** -- Создайте новую функцию и новый `PythonOperator`, добавьте в цепочку после `summary_task` -- Для JSON-отчёта: загрузите processed_data.csv через pandas, сгруппируйте (`groupby`) и сохраните через `json.dump()` -- matplotlib может быть не установлен в контейнере — это нормально, сделайте эту часть необязательной (обработайте `ImportError`) -- Не забудьте `import pandas as pd` внутри функции (не в шапке файла!) +### 2.2. Добавить SQL-задачу -**Цель задания:** Освоить создание комплексных отчетов и визуализацию. +Основная практика. Сложность: средняя. -### Задание 3: Оптимизация обработки -**Сложность:** Продвинутая +Добавьте `PostgresOperator` с `task_id="update_student"` между `insert_data` и `query_data`. Его SQL должен установить Alice возраст 25. Используйте то же соединение, что и остальные задачи. -**Задача:** -- Разделите обработку данных на параллельные задачи для разных отделов -- Добавьте контроль качества данных (проверка на дубликаты, аномалии) -- Реализуйте механизм повторной обработки при ошибках +**Что должно получиться:** после запуска у Alice возраст 25, остальные строки не изменились. Повторный полный запуск дает те же три строки: сначала DAG очищает таблицу, потом вставляет данные и выполняет UPDATE. -**Подсказка:** -- Параллельные задачи задаются списком: `read_task >> [task_a, task_b, task_c] >> summary_task` -- Каждая задача фильтрует DataFrame по своему отделу и сохраняет результат в отдельный файл -- Проверку дубликатов можно сделать через `df['id'].is_unique` -- Параметры `retries` и `retry_delay` можно задать как у отдельных задач, так и в `default_args` +### 2.A. Добавить колонку -**Цель задания:** Научиться оптимизировать и делать обработку данных отказоустойчивой. +По желанию. Сложность: средняя. Начните после 2.2. ---- +Добавьте `email VARCHAR(100)` в `create_table_sql` и заполните его в `insert_data_sql`. Для уже созданной таблицы сначала выполните: -## Задания для csv_to_postgres.py +```sql +ALTER TABLE public.students_sample ADD COLUMN email VARCHAR(100); +``` -**Цель:** Освоить паттерны загрузки данных (ETL) из файлов в базу данных и применение XCom. +Команда нужна один раз. `CREATE TABLE IF NOT EXISTS` не меняет существующую схему, а `TRUNCATE` очищает только строки. -### Задание 1: Расширение структуры данных -**Сложность:** Начальная +**Что должно получиться:** после запуска в таблице три строки с непустым `email`. Задание 2.B можно выполнять и без этой колонки. Удаление таблицы или всей базы для опыта не требуется. -**Задача:** -- Добавьте в генератор CSV новую колонку `status` (например, со случайными значениями 'NEW', 'PROCESSING', 'COMPLETED'). -- Обновите функцию `_create_table`, чтобы учесть новую колонку. -- Запустите DAG и проверьте, что данные успешно загрузились с новой колонкой. -- Убедитесь, что сгенерированный файл появился в каталоге `/opt/airflow/data/output/`. +### 2.B. Сохранить отчет -**Подсказка:** -- Новая колонка добавляется в трёх местах: генерация (`_generate_csv`), DDL (`_create_table`), загрузка (`_load_csv` — список колонок в COPY) -- В `_generate_csv()` для случайных значений подойдёт `random.choices(['NEW', 'PROCESSING', 'COMPLETED'], k=rows)` -- **Подводный камень:** если таблица уже существует со старой схемой, новая колонка не появится. Удалите таблицу вручную или добавьте `DROP TABLE` перед `CREATE TABLE` +По желанию. Сложность: средняя. Требуется 2.2; задание 2.A можно пропустить. -**Цель задания:** Понять процесс изменения схемы данных на всех этапах пайплайна. +После `query_data` добавьте Python-задачу. Через `PostgresHook` получите количество студентов, средний возраст и количество студентов каждого возраста. Запишите результат в `/opt/airflow/data/output/students_report.txt`. У хука есть методы `get_first()` и `get_records()`; они позволяют обойтись без ручной работы с курсором. -### Задание 2: Использование PostgresOperator -**Сложность:** Средняя +**Что должно получиться:** в файле 3 студента, средний возраст около 23.33 и по одному студенту возрастов 21, 24 и 25. Эти числа должны совпасть с SQL по `students_sample`. -**Задача:** -- Перепишите задачу `create_orders_table`. Сейчас она использует `PythonOperator` и `PostgresHook` внутри Python-функции. -- Замените её на использование стандартного `PostgresOperator`, используя соединение `postgres_training`. -- Убедитесь, что пайплайн продолжает работать корректно. + -**Подсказка:** -- Посмотрите, как устроен `sql_basic_dag.py` — там `PostgresOperator` уже используется, можно взять за образец -- `PostgresOperator` принимает `postgres_conn_id` и `sql` — SQL можно передать прямо строкой -- После замены проверьте, не осталось ли ссылок на удалённую функцию. `_get_conn()` всё ещё нужна в `_load_csv()` +## 3. Работа с файлами -**Цель задания:** Научиться использовать специализированные операторы для работы с БД вместо кастомного Python-кода. +Начните с исходного `file_operations_dag.py`. Он сам создает 100 строк в `input/sample_data.csv`; данные каждого полного запуска могут отличаться. Чужие входные файлы для этого блока не нужны. ---- +### 3.1. Изменить преобразование -## Задания для csv_to_postgres_dq.py +Основная практика. Сложность: начальная. -**Цель:** Освоить подходы к обеспечению качества данных (Data Quality) в Airflow. +Запустите DAG, откройте `data/output/processed_data.csv` и `summary.txt`. Найдите в `transform_data()` правило вычисления `salary_category`. Измените порог категории High с 70000 на 80000, оставив границу Medium равной 50000. Запустите DAG еще раз. -### Задание 1: Новая проверка качества -**Сложность:** Средняя +**Что должно получиться:** в обработанном CSV 100 строк, у каждой строки с зарплатой от 80000 категория High. Сумма количеств High, Medium и Low в отчете равна 100. Сверяйте отчет с CSV того же запуска: случайные данные не позволяют сравнивать только числа из двух отчетов. -**Задача:** -- Добавьте новую функцию проверки прямо в `csv_to_postgres_dq.py`, которая будет убеждаться, что все значения в колонке `amount` строго больше нуля. -- Добавьте вызов этой функции как новую задачу в DAG `csv_to_postgres_dq`. -- Встройте новую задачу в общую цепочку выполнения (например, перед `data_quality_summary`). +### 3.A. Добавить отдел и опыт -**Подсказка:** -- Возьмите за образец любую из существующих функций проверки (например, `_check_has_rows`) — паттерн одинаковый: подключиться, выполнить SQL, проверить результат, бросить `ValueError` если не ок -- SQL для проверки: `SELECT COUNT(*) FROM public.orders WHERE amount <= 0` -- Не забудьте создать `PythonOperator` и добавить задачу в цепочку +По желанию. Сложность: средняя. -**Цель задания:** Научиться расширять набор проверок качества данных. +В `generate_sample_data()` добавьте `department`, `experience_years`, `education_level`. Отдел выбирайте из `sales`, `support`, `engineering`; опыт должен быть от 0 до `age - 18`. Дополните `read_and_validate_data()` проверками новых полей. В `transform_data()` сохраните сотрудников с опытом больше трех лет в отдельный `output/experienced.csv`, сохранив полный `processed_data.csv`. -### Задание 2: Управление статусом при ошибках (Trigger Rules) -**Сложность:** Продвинутая +**Что должно получиться:** основной файл по-прежнему содержит 100 строк, опыт у всех допустимый, а в `experienced.csv` нет опыта 3 года и меньше. -**Задача:** -- Смоделируйте ошибку (например, временно измените данные так, чтобы проверки не прошли). -- По умолчанию, если падает одна проверка, следующие не выполняются (поведение `all_success`). -- Измените параметры задач так (с помощью `trigger_rule`), чтобы выполнялись *все* проверки, даже если некоторые из них упали. -- Сделайте так, чтобы задача `data_quality_summary` могла анализировать статусы предыдущих задач и отражать общий итог. +### 3.B. Отчет по отделам -**Подсказка:** -- Для моделирования ошибки: измените `EXPECTED_ORDERS_SCHEMA` так, чтобы схема не совпала. Запустите — увидите, что все задачи после упавшей будут skipped -- Ключевой параметр — `trigger_rule` у `PythonOperator`. Значение `"all_done"` означает: «запустись в любом случае, когда все upstream завершились (успешно или нет)» -- Для анализа статусов в `dq_summary`: функция может принимать `**context` и через `context['ti']` получить информацию о статусах предыдущих задач -- После экспериментов не забудьте вернуть `EXPECTED_ORDERS_SCHEMA` к правильным значениям +По желанию. Сложность: средняя. Требуется 3.A. -**Цель задания:** Освоить продвинутую маршрутизацию статусов задач с помощью `trigger_rule`. +Добавьте задачу после `write_summary`. Она читает полный `processed_data.csv` и пишет `output/departments.json`: для каждого отдела количество сотрудников и среднюю зарплату. Для расчета подойдет pandas `groupby`, для записи - `to_json`. ---- +**Что должно получиться:** сумма численности отделов равна 100, средние зарплаты совпадают с группировкой исходного CSV. График для этого задания не требуется. -## Задания для data_processing_dag.py +### 3.C. Разделить обработку по отделам -**Цель:** Освоить ETL процессы и работу с бизнес-логикой. +По желанию. Сложность: высокая. Требуется 3.A, отчет 3.B необязателен. -### Задание 1: Расширение ETL пайплайна -**Сложность:** Средняя +После `transform_data` поставьте три параллельные задачи. Каждая читает полный `processed_data.csv`, отбирает свой отдел, проверяет уникальность `id` и сохраняет отдельный файл. После них добавьте сборку этих трех файлов и проверьте количество строк и уникальность `id` уже в общем результате. Не перезаписывайте исходный файл из параллельных задач. -**Задача:** -- Добавьте новый источник данных — файл с информацией о продуктах -- Создайте задачу для объединения данных о заказах с информацией о продуктах -- Добавьте расчет общей выручки по продуктам +Для опыта с повтором одна из задач должна намеренно падать только на первой попытке; используйте `ti.try_number` и `retries=1`. Этот прием разобран в блоке 7. -**Подсказка:** -- В `create_sample_data()` добавьте генерацию ещё одного CSV (products.csv) с колонками `product`, `category`, `weight_kg` — значения product должны совпадать с теми, что уже есть в orders -- Создайте функцию `extract_products()` по аналогии с `extract_customers()` -- Для объединения в `transform_data()` используйте `pd.merge()` по ключу `product` -- Новую extract-задачу поставьте параллельно с существующими: `create_data_task >> [extract_customers_task, extract_orders_task, extract_products_task]` +**Что должно получиться:** объединенный результат содержит те же 100 уникальных `id`. В графе три задачи имеют общего предшественника, но не зависят друг от друга. Повтор не добавляет дубликаты: файл отдела перезаписывается. -**Цель задания:** Научиться работать с множественными источниками данных. + -### Задание 2: Расширение текстового отчёта -**Сложность:** Средняя +## 4. Загрузка CSV и проверка качества -**Задача:** -- Расширьте функцию `generate_report()` так, чтобы отчёт содержал больше полезной статистики -- Добавьте в отчёт: топ-3 самых дорогих заказа, распределение заказов по месяцам, среднюю сумму заказа по каждому клиенту -- Сохраните расширенный отчёт в `/opt/airflow/data/output/detailed_report.txt` +Здесь работают два DAG и одна таблица `public.orders`. Начните с исходных `csv_to_postgres.py` и `csv_to_postgres_dq.py`. SQL-блок использовал другую таблицу. Сначала выполняйте основные задания, затем расширяйте схему по желанию. -**Подсказка:** -- Всё делается в существующей функции `generate_report()` — дополните её -- Полезные методы pandas: `df.nlargest()`, `df.groupby(...).mean()`, `df.groupby(...).sum()` -- Можно записать результат в тот же файл или создать отдельный +### 4.1. Проследить загрузку и XCom -**Цель задания:** Освоить создание аналитических отчётов с помощью pandas. +Основная практика. Сложность: начальная. -### Задание 3: Мониторинг качества данных -**Сложность:** Продвинутая +Запустите `csv_to_postgres`. В задаче `generate_csv` откройте вкладку XCom с ключом `return_value`: там путь к CSV. Найдите этот файл в `data/output`. Затем выберите `load_csv_to_postgres`, откройте Details и раздел Rendered Templates. В `opKwargs` должен быть тот же путь, подставленный вместо шаблона параметра `csv_path`. -**Задача:** -- Добавьте проверки качества данных на каждом этапе ETL -- Создайте механизм оповещения о проблемах с данными -- Реализуйте архивирование обработанных данных +Проверьте результат в БД: -**Подсказка:** -- Создайте отдельную функцию валидации (проверка: строки > 0, нет NULL в ключевых полях, суммы положительные) и поставьте её между extract и transform -- Для оповещения используйте `on_failure_callback` в `default_args` — это функция, которая вызывается при падении любой задачи. Она получает `context` с информацией об ошибке -- Для архивирования: скопируйте результат в файл с датой в имени (например, `shutil.copy()` + `datetime.now().strftime(...)`) +```sql +SELECT COUNT(*) FROM public.orders; +SELECT order_id, amount FROM public.orders ORDER BY order_id LIMIT 5; +``` -**Цель задания:** Научиться обеспечивать качество данных в ETL процессах. +**Что должно получиться:** первый запуск на пустой таблице загружает 1000 строк. В XCom передается путь к файлу, сами строки хранятся в CSV и PostgreSQL. Каждый новый полный запуск генерирует новые заказы; после двух последовательных запусков на изначально пустой таблице будет 2000 строк. Это отличается от повторного выполнения только задачи загрузки с тем же CSV. ---- +### 4.2. Добавить проверку и увидеть ошибку -## Задания для branching_dag.py +Основная практика. Сложность: средняя. -**Цель:** Освоить условную логику и ветвление в Airflow. +После успешной загрузки отдельно запустите `csv_to_postgres_dq`. Автоматической связи между этими двумя DAG нет. -### Задание 1: Модификация условий ветвления -**Сложность:** Средняя +По образцу `_check_has_rows()` добавьте функцию и Python-задачу `check_positive_amount` перед `data_quality_summary`. Проверьте число строк, где `amount <= 0`, и бросьте `ValueError`, если такие строки есть. Новую задачу включите в существующую цепочку. -**Задача:** -- Измените условие в функции `check_data_quality()` на основе реальных критериев (например, размер файла) -- Добавьте третью ветку обработки для данных "требующих ручной проверки" -- Настройте разные триггерные правила для слияния веток +**Что должно получиться на корректных данных:** все задачи и DAG Run успешны, сводка перечисляет результаты проверок. -**Подсказка:** -- Сейчас функция выбирает ветку случайно — замените `random.random()` на проверку чего-то реального (например, `os.path.getsize()` для размера файла) -- Функция `BranchPythonOperator` возвращает `task_id` ветки для выполнения. Для третьей ветки — верните третий `task_id` -- У `merge_task` проверьте `trigger_rule` — при ветвлении непройденные ветки получают статус `skipped` +Для отрицательного сценария поменяйте знак суммы одного заказа: -**Цель задания:** Научиться создавать сложные условия ветвления. +```sql +UPDATE public.orders SET amount = -amount +WHERE order_id = (SELECT MIN(order_id) FROM public.orders); +``` -### Задание 2: Реализация реального сценария -**Сложность:** Продвинутая +Запустите только DQ-DAG. Новая проверка должна получить `failed`, сводка - `upstream_failed`, весь DAG Run - `failed`. В ее логе должно быть понятно, какое условие нарушено. У DQ-задач нет повторов: повторный запуск с теми же неверными данными не исправляет ошибку. -**Задача:** -- Создайте реальные задачи обработки для CSV и JSON форматов -- Добавьте валидацию данных в каждой ветке -- Реализуйте механизм сравнения результатов из разных веток +Восстановите сумму тем же UPDATE еще один раз и повторите DQ. Дождитесь успешного результата перед продолжением. Во время опыта не запускайте загрузчик и не удаляйте строки: восстановление относится к тому же минимальному `order_id`. -**Подсказка:** -- Вместо `print("Обработка CSV...")` загрузите реальный файл (например, `sample_data.csv`) и посчитайте статистику -- Результат каждой ветки сохраните в отдельный файл — в `merge_results()` загрузите оба (если существуют) и сравните -- Учтите, что при ветвлении выполняется только одна ветка — функция слияния должна обрабатывать случай, когда один из файлов отсутствует +### 4.A. Провести новое поле через загрузку -**Цель задания:** Применить ветвление в реальном сценарии обработки данных. +По желанию. Сложность: высокая. Требуется завершенный основной блок 4. -### Задание 3: Динамическое ветвление -**Сложность:** Продвинутая +Добавьте `status` со значениями `NEW`, `PROCESSING`, `COMPLETED`. Поле нужно провести через четыре участка: генератор CSV, DDL целевой таблицы, список колонок COPY и обе части итогового `INSERT ... SELECT` в `_load_csv()`. -**Задача:** -- Реализуйте ветвление на основе внешних параметров (например, переданных через Variables) -- Добавьте обработку случая, когда ни одна ветка не подходит -- Создайте механизм логирования выбранного пути выполнения +В DDL используйте `status VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT 'NEW'`. Существующую таблицу подготовьте один раз: -**Подсказка:** -- Variables создаются в UI: Admin → Variables. Для чтения в коде: `Variable.get('key', default_var='значение')` -- Для случая «ни одна ветка не подходит» добавьте `DummyOperator` как ветку-заглушку -- `BranchPythonOperator` должен всегда возвращать существующий `task_id` — иначе DAG упадёт с ошибкой +```sql +ALTER TABLE public.orders +ADD COLUMN status VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT 'NEW'; +``` -**Цель задания:** Освоить динамическое принятие решений в DAG'ах. +В `EXPECTED_ORDERS_SCHEMA` DQ-DAG добавьте в конец `("status", "character varying")`. После загрузки проверьте значения `status` в БД и выполните DQ. ---- +**Что должно получиться:** новые заказы содержат статусы из CSV, старые получили `NEW`, проверка схемы проходит. Проверяйте значения, а не только успешность задачи: забытый `status` в INSERT может оставить всем строкам значение по умолчанию. -## Задания для error_handling_dag.py +Завершив опыт, верните исходные четыре списка/описания колонок в загрузчике и список схемы в DQ. Затем выполните `ALTER TABLE public.orders DROP COLUMN status;` и запустите DQ. Проверку положительной суммы из 4.2 сохраните. -**Цель:** Освоить обработку ошибок и создание отказоустойчивых пайплайнов. +### 4.B. Заменить PythonOperator на PostgresOperator -### Задание 1: Настройка стратегий повторения -**Сложность:** Средняя +По желанию. Сложность: средняя. Используйте базовую схему после 4.2 или после восстановления в 4.A. -**Задача:** -- Измените параметры `retries` и `retry_delay` для разных задач -- Добавьте экспоненциальную задержку между повторными попытками -- Реализуйте кастомный обработчик ошибок для конкретных исключений +Замените задачу `create_orders_table` на `PostgresOperator` с тем же `task_id`, SQL создания таблицы и соединением `postgres_training`. Образец оператора есть в SQL-блоке. `_get_conn()` оставьте: загрузчик продолжает использовать эту функцию. -**Подсказка:** -- Параметры повторения можно задать на уровне задачи (перекроют `default_args`): `retries`, `retry_delay`, `retry_exponential_backoff`, `max_retry_delay` -- Для кастомного обработчика: параметр `on_retry_callback` принимает функцию с аргументом `context`, из которого можно получить номер попытки через `context['ti'].try_number` -- Запустите DAG несколько раз и посмотрите в логах, как меняется задержка между попытками +**Что должно получиться:** после замены DAG загружает новую порцию, затем DQ проходит. Имя задачи и цепочка зависимостей сохраняются. -**Цель задания:** Научиться настраивать стратегии обработки ошибок. +### 4.C. Выполнить все проверки после ошибки -### Задание 2: Создание комплексной обработки ошибок -**Сложность:** Продвинутая +По желанию. Сложность: высокая. Требуется 4.2. -**Задача:** -- Добавьте задачи для разных типов ошибок (сетевая ошибка, ошибка данных, системная ошибка) -- Создайте механизм эскалации ошибок (после N неудачных попыток) -- Реализуйте отправку уведомлений о критических ошибках +Временно замените ожидаемый тип `amount` в `EXPECTED_ORDERS_SCHEMA` на `integer`. Сначала запустите исходную цепочку: `check_orders_schema` упадет, последующие задачи получат `upstream_failed`. -**Подсказка:** -- Создайте функции по аналогии с `unreliable_task()`, но бросающие разные типы исключений: `ConnectionError`, `ValueError`, `OSError` -- Для эскалации используйте `on_failure_callback` — внутри проверьте `context['ti'].try_number` и при достижении порога выведите сообщение уровня CRITICAL -- Пример структуры callback: - ```python - def escalation_callback(context): - if context['ti'].try_number >= 3: - # сюда — логику эскалации - ``` +У задач после проверки схемы, включая сводку, задайте `trigger_rule="all_done"`. Повторите запуск. Прочитайте `_log_dq_summary()`: она собирает состояния всех проверок и сама падает, если хотя бы одна неуспешна. -**Цель задания:** Освоить создание комплексной системы обработки ошибок. +**Что должно получиться:** проверки строк, дубликатов и положительной суммы выполняются даже после ошибки схемы. Сводка и DAG Run остаются `failed`. Успешная завершающая задача с `all_done` могла бы скрыть отказ внутри DAG; именно поэтому сводка проверяет результат. -### Задание 3: Добавление логирования через модуль logging -**Сложность:** Средняя +Верните тип `numeric` и исходные `trigger_rule`, затем выполните успешный DQ-запуск. -**Задача:** -- Замените все `print()` в функциях DAG'а на вызовы стандартного модуля `logging` -- Добавьте в каждую функцию логирование начала и окончания выполнения -- Посмотрите, как логи отображаются в интерфейсе Airflow (вкладка Log у каждой задачи) + -**Подсказка:** -- Стандартный паттерн: `import logging` в начале файла, затем `log = logging.getLogger(__name__)` в функции -- Уровни: `log.info()` для штатных событий, `log.warning()` для предупреждений, `log.error()` для ошибок -- В UI Airflow откройте выполненную задачу → вкладка **Log** — сообщения `logging` отображаются с метками уровня и временем, в отличие от `print()` +## 5. Разбор ETL-примера -**Цель задания:** Научиться использовать стандартное логирование Python в задачах Airflow и читать логи через UI. +Начните с исходного `data_processing_dag.py`. Он сам создает свои `customers.csv` и `orders.csv`; таблица `public.orders` из блока 4 ему не нужна. Шаг `simulate_load` показывает подготовку к загрузке и печатает пример DDL. Записи в БД в этом DAG нет. ---- +### 5.1. Проследить путь данных -## Дополнительные задания: пулы, XCom, TaskGroup и алертинг +Основная практика. Сложность: начальная. -**Цель:** Освоить продвинутые возможности оркестрации — управление ресурсами, обмен данными между задачами, группировку и оповещения. +Запустите DAG. Найдите две задачи извлечения и их файлы `output/extracted_customers.csv`, `output/extracted_orders.csv`. Проверьте, что `transform_data()` читает именно их. В графе обе задачи извлечения могут выполняться параллельно, а преобразование ждет обе. -### Задание 1: Пулы и управление ресурсами -**Сложность:** Средняя +В `extract_orders()` временно оставьте только заказы с `amount >= 100` перед сохранением файла. Запустите DAG снова и сравните отчет с результатом до изменения. -**Задача:** -- В интерфейсе Airflow создайте пул `backup_pool` с 2 слотами -- Создайте новый DAG `advanced_features_dag.py` **или** расширьте `data_processing_dag.py` задачами резервного копирования (например, `backup_to_csv`, `backup_to_db`) -- Назначьте этим задачам параметр `pool="backup_pool"` и настройте `pool_slots` так, чтобы одна из задач занимала 2 слота, а другая — 1 -- Наблюдайте в UI, что одновременно запускается не более 2 задач из этого пула +**Что должно получиться:** исходный отчет содержит 6 заказов с выручкой 2105; после фильтра - 4 заказа с выручкой 2000. Лог `simulate_load` явно сообщает об имитации. Верните фильтр к исходному состоянию и запустите DAG перед дополнительными заданиями. -**Подсказка:** -- Пул создаётся в UI: Admin → Pools → "+" -- У `PythonOperator` есть параметры `pool` (имя пула) и `pool_slots` (сколько слотов занимает задача) -- Если задача занимает 2 слота из 2 доступных — вторая задача будет ждать, даже если они не связаны зависимостями +### 5.A. Добавить справочник продуктов -**Цель задания:** Научиться управлять параллелизмом задач через пулы и `pool_slots`. +По желанию. Сложность: средняя. -### Задание 2: Обмен данными через XCom -**Сложность:** Средняя +В `create_sample_data()` добавьте `input/products.csv` с полями `product`, `category`, `weight_kg`. Для каждого из шести продуктов в заказах должна быть одна строка справочника. Добавьте параллельную задачу `extract_products`, сохраняющую `output/extracted_products.csv`, и подключите ее к `transform_data`. Объедините извлеченные заказы со справочником по `product`. -**Задача:** -- В том же DAG добавьте задачу `calculate_metrics` (PythonOperator), которая возвращает словарь с агрегированными показателями, например: `{"total_orders": ..., "avg_amount": ...}` -- Добавьте задачу `log_metrics`, которая с помощью `xcom_pull` читает результат `calculate_metrics` и выводит значения в лог -- Для одной из задач продемонстрируйте использование XCom в Jinja-шаблоне (например, в `bash_command` или SQL-запросе) +**Что должно получиться:** в результате 6 заказов, у всех заполнена категория, общая выручка осталась 2105. Если JOIN размножил строки или потерял заказы, проверьте уникальность и полноту справочника. -**Подсказка:** -- Любое значение, которое функция возвращает через `return`, автоматически сохраняется в XCom -- Для чтения XCom в другой задаче: функция принимает `**context`, затем `context['ti'].xcom_pull(task_ids='имя_задачи')` -- В Jinja-шаблонах (параметры `bash_command`, `sql` и др.) XCom доступен через `{{ ti.xcom_pull(task_ids='...') }}` -- Посмотреть сохранённые XCom-значения можно в UI: откройте задачу → вкладка **XCom** +### 5.B. Расширить отчет -**Цель задания:** Освоить передачу результатов между задачами через XCom и их использование в шаблонах. +По желанию. Сложность: средняя. Справочник из 5.A не нужен. -### Задание 3: TaskGroup и алертинг -**Сложность:** Продвинутая +В `generate_report()` добавьте топ-3 заказа по сумме, выручку по месяцам и среднюю сумму заказа каждого клиента. Сохраните `output/detailed_report.txt`. -**Задача:** -- Объедините логически связанные задачи (например, `extract` / `transform` / `load`) в `TaskGroup`'ы -- Добавьте завершающую задачу `send_notification` на основе примера из раздела про алертинг (PythonOperator с `send_email_smtp` или другим механизмом уведомлений) -- Настройте для задачи уведомления `trigger_rule=TriggerRule.ALL_DONE`, чтобы уведомление отправлялось даже при частичных ошибках -- При желании вынесите функцию отправки письма в отдельный модуль `utils.py` и импортируйте её в DAG +**Что должно получиться:** топ-3 суммы - 1200, 400 и 300; все заказы относятся к октябрю 2023 года; средняя сумма заказа Alice Johnson равна 640. У исходного набора всего шесть строк, поэтому результат можно сверить вручную. -**Подсказка:** -- TaskGroup — контекстный менеджер: `with TaskGroup("имя") as group:` — внутри определяете задачи как обычно -- Зависимости работают на уровне групп: `group_a >> group_b` -- `TriggerRule.ALL_DONE` (из `airflow.utils.trigger_rule`) означает: «запустись, когда все upstream завершились — неважно, с успехом или ошибкой» -- В Graph View группы отображаются как складные блоки — удобно для больших DAG'ов +### 5.C. Валидация и архив -**Цель задания:** Научиться группировать задачи с помощью TaskGroup и строить схему оповещений о статусе пайплайна. +По желанию. Сложность: высокая. ---- +Между преобразованием и `simulate_load` добавьте проверку: результат непустой, `customer_id` и `name` заполнены, суммы положительны. В `create_sample_data()` временно укажите для одного заказа несуществующий `customer_id`. Настройте `on_failure_callback`, который пишет в лог идентификатор задачи и причину ошибки; образец есть в задании 7.B. -## Рекомендации по выполнению +После `generate_report` добавьте копирование `transformed_data.csv` в архивный файл с датой и временем в имени. Для этого подойдет `shutil.copy`. -1. **Начинайте с простых заданий** и постепенно переходите к сложным -2. **Тестируйте каждое изменение** через интерфейс Airflow -3. **Изучайте логи выполнения** для понимания поведения задач (вкладка Log у каждой задачи в UI) -4. **Экспериментируйте** с разными настройками и параметрами -5. **Не бойтесь ломать** — DAG'и можно откатить через `git checkout`, а таблицы пересоздать +**Что должно получиться:** после исчерпания повторов проверка падает, последующие шаги получают `upstream_failed`, новый архив не появляется. После возврата клиента к исходному значению весь DAG успешен, а содержимое нового архива совпадает с результатом запуска. Логи callback ищите в логах scheduler, а не только в логе задачи. -## Оценка прогресса + -- **Начальный уровень:** Выполнены задания для hello_world_dag и sql_basic_dag -- **Средний уровень:** Выполнены задания для file_operations_dag, csv_to_postgres.py, csv_to_postgres_dq.py и data_processing_dag -- **Продвинутый уровень:** Выполнены все задания, включая branching_dag, error_handling_dag и дополнительные задания по пулам, XCom, TaskGroup и алертингу +## 6. Ветвление -Удачи в изучении Apache Airflow! +Используйте исходный `branching_dag.py`. Ветки пока имитируют обработку, входные файлы не нужны. Дождитесь завершения каждого запуска перед изменением Variable. + +### 6.1. Выбрать ветку через Variable + +Основная практика. Сложность: средняя. + +В Admin > Variables создайте ключ `branch_format` со значением `csv`. Запустите DAG, затем смените значение на `json` и сделайте новый запуск. Посмотрите граф и лог `merge_results`. + +**Что должно получиться:** при `csv` CSV-ветка получает `success`, JSON-ветка - `skipped`; при `json` наоборот. `merge_results` выполняется в обоих случаях и читает XCom только текущего запуска. Правило `none_failed_min_one_success` допускает пропущенную ветку, если другая успешна. + +Для третьего запуска задайте `xml`. `choose_format` должен упасть с понятным сообщением, DAG Run - завершиться ошибкой. Верните `branch_format=csv` и проверьте успешный запуск. + +### 6.A. Добавить ветку ручной проверки + +По желанию. Сложность: высокая. + +Добавьте задачу `review_branch` и значение `review` в выбор формата. Для неизвестного значения направляйте выполнение в эту же ветку. Возвращайте из нее строку `review`, включите ее в зависимости перед слиянием и в список `task_ids` при чтении XCom в `merge_results`. + +**Что должно получиться:** при `review` или неизвестном формате выполняется только новая ветка; две остальные пропущены, слияние и весь запуск успешны. Проверьте, что `csv` и `json` продолжают работать. Верните значение `csv`. + +### 6.B. Прочитать CSV и JSON + +По желанию. Сложность: высокая. Третья ветка из 6.A не требуется. + +Создайте два входных файла в `data/input`: `branch_records.csv` и `branch_records.json`. Оба должны содержать две записи с `id` 1 и 2 и суммами `amount` 10 и 20. В функциях веток прочитайте соответствующий файл, проверьте положительность сумм и верните словарь с количеством записей и общей суммой. Слияние уже читает XCom выбранной ветки. + +**Что должно получиться:** отдельные запуски для CSV и JSON дают по 2 записи и сумму 30. Сравните их логи вручную. В каждом запуске работает одна ветка; файл результата другой ветки из старого запуска для сравнения не нужен. + + + +## 7. Ошибки и повторы + +Используйте исходный `error_handling_dag.py`. Режим задается Variable `error_mode`; по умолчанию это `retry_once`. Обе рабочие задачи имеют одну повторную попытку с задержкой 10 секунд. Каждый сценарий начинайте новым запуском и ждите его завершения перед сменой режима. + +### 7.1. Увидеть повторную попытку + +Основная практика. Сложность: начальная. + +Установите `error_mode=retry_once` и запустите DAG. Откройте `retry_task` и логи ее попыток. Первая намеренно падает, вторая завершается успешно. Состояние `up_for_retry` видно во время ожидания; если оно уже сменилось, причину и номера попыток можно найти в логах. + +**Что должно получиться:** `unreliable_task`, `retry_task` и `success_handler` успешны, `failure_handler` пропущен, весь DAG Run успешен. В логе первой попытки есть временная учебная ошибка, во второй - сообщение о выполнении. `retries=1` означает две попытки всего. + +### 7.2. Проверить окончательную ошибку + +Основная практика. Сложность: средняя. + +Добавьте `retries=0` непосредственно в оператор `retry_task`, дождитесь обновления кода и создайте новый запуск в режиме `retry_once`. + +**Что должно получиться:** `retry_task` получает `failed`, `success_handler` - `upstream_failed`, а `failure_handler` выполняется. Весь DAG Run остается `failed`, хотя обработчик ошибки выполнился успешно. + +Уберите локальное переопределение `retries`. Теперь по очереди запустите режимы `fail_first` и `fail_second`. Обработчик должен заметить отказ любой из двух задач. В графе проверьте, что каждый обработчик зависит от обеих рабочих задач. Верните `error_mode=retry_once` и получите успешный запуск. + +### 7.3. Добавить свое сообщение в лог + +Основная практика. Сложность: начальная. + +В `handle_success()` добавьте `logging.info()` с собственным сообщением о завершении. У `logging` есть уровни INFO, WARNING и ERROR; `print` тоже попадает в лог, но не позволяет явно выбрать уровень сообщения. + +**Что должно получиться:** после успешного запуска сообщение есть в логе `success_handler`. При окончательном отказе эта функция не выполняется, поэтому сообщения о всеобщем успехе нет. + +### 7.A. Сравнить задержки + +По желанию. Сложность: высокая. + +В режиме `fail_second` задайте для `retry_task` три повтора, `retry_delay=timedelta(seconds=5)` и `retry_exponential_backoff=True`. Сопоставьте время окончания неудачной попытки с началом следующей. Задержка увеличивается; планировщик может добавить время ожидания, поэтому точного удвоения по часам требовать не нужно. + +**Что должно получиться:** четыре неуспешные попытки, после них `failure_handler` и итог `failed`. Верните параметры повторов к исходным и режим к `retry_once`. + +### 7.B. Добавить callback + +По желанию. Сложность: высокая. + +Добавьте функцию `notify_failure(context)` и укажите ее в `on_failure_callback` рабочих задач. В ней используйте `logging.error` и выведите `context['ti'].task_id` и `context['exception']`. В разных опытах бросьте `ConnectionError`, `ValueError` и `OSError` с различимыми сообщениями. Настройка настоящей почты для этого задания не нужна. + +**Что должно получиться:** после исчерпания повторов callback сообщает, какая задача и почему упала. При временной ошибке с последующим успехом он не вызывается. Сообщения callback проверяйте в логах scheduler: + +```bash +docker compose logs airflow-scheduler +``` + +Если нужно наблюдать каждый повтор, для этого есть отдельный `on_retry_callback`. Верните исходные исключения и `error_mode=retry_once` перед переходом дальше. + + + +## 8. Пулы, XCom и TaskGroup + +Используйте исходный `resource_management_dag.py`. Он имитирует чтение двух источников по 20 секунд и передает небольшие числа через XCom. Ни таблицы, ни файлы из предыдущих заданий ему не нужны. + +### 8.1. Ограничить доступные слоты + +Основная практика. Сложность: средняя. + +Перед запуском в Admin > Pools создайте `training_pool` с двумя слотами. В DAG задача `read_customers` занимает два слота, `read_orders` - один. Запустите DAG и наблюдайте за задачами и пулом. + +**Что должно получиться:** эти две задачи выполняются последовательно, хотя между ними нет зависимости: вместе им нужны три слота. Во время выполнения одной другая ожидает. Если пул не создан, задачи тоже будут ждать, поэтому сначала проверьте его имя и размер. + +Поменяйте `pool_slots` у `read_customers` на 1 и повторите запуск. Теперь обе задачи могут работать одновременно, если свободны ресурсы executor. Сравните интервалы выполнения, затем верните значение 2. + +### 8.2. Добавить метрику в XCom + +Основная практика. Сложность: средняя. + +В UI откройте XCom задачи `calculate_metrics`: исходный словарь содержит `customers=20` и `orders=30`. Добавьте в возвращаемый словарь `total_rows`, равный сумме этих двух значений. Запустите DAG и проверьте XCom и лог `log_metrics`. + +**Что должно получиться:** в обоих местах `total_rows=50`. Возвращаемое Python-функцией значение сохранено под ключом `return_value` и доступно следующей задаче через `xcom_pull`. + +### 8.3. Сгруппировать задачи + +Основная практика. Сложность: средняя. + +Импортируйте `TaskGroup` из `airflow.utils.task_group`. Внутри блока `with DAG(...)` поместите определения двух задач чтения в `with TaskGroup("extract"):`. Метрики и лог оставьте снаружи, зависимости между задачами сохраните. + +После группировки полные идентификаторы станут `extract.read_customers` и `extract.read_orders`. Обновите обе ссылки в `calculate_metrics()`. + +**Что должно получиться:** в графе появилась сворачиваемая группа, внутри видны две задачи, а метрика по-прежнему равна 50. TaskGroup организует граф; ограничения пула продолжают действовать. + +### 8.A. Подставить XCom в шаблон + +По желанию. Сложность: средняя. Требуется 8.2; группировку 8.3 можно сохранить. + +Добавьте после `calculate_metrics` задачу с `BashOperator`. В `bash_command` подставьте `{{ ti.xcom_pull(task_ids='calculate_metrics')['total_rows'] }}` в команду `echo`. Назовите задачу `print_total`. + +**Что должно получиться:** в Details задачи `print_total`, в разделе Rendered Templates, уже подставлено число 50. В логе команды тоже 50. + +### 8.B. Отправить уведомление + +По желанию. Сложность: высокая. Требуется 7.B: вернитесь к `error_handling_dag.py` с callback отказа. Нужен отдельно настроенный SMTP и адрес, на который вы можете отправить тестовое письмо. В стандартном стенде SMTP не настроен; отсутствие письма здесь не означает ошибку основного маршрута. + +Используйте пример из [раздела об алертинге](../09%20-%20Пулы,%20XCom,%20TaskGroup%20и%20алертинг%20в%20Airflow.md#система-оповещений-алертинг). Добавьте отправку письма в callback отказа. Укажите DAG, задачу, идентификатор запуска и причину ошибки. Для успешного DAG Run задайте отдельный `on_success_callback` у `DAG(...)`. + +**Что должно получиться:** после постоянной ошибки приходит сообщение об отказе, после успешного запуска - об успехе. Уведомление не меняет результат обработки данных. Запуск с отказом сохраняет `failed`; ошибку доставки ищите в логах callback. Возвращение к основной практике не требует настройки SMTP: отключите почтовый callback и верните исходный режим ошибок. + +## Когда можно двигаться дальше + +Основная практика закончена, когда вы можете найти свой запуск и его логи, добавить задачу по образцу, объяснить выбранную ветку и повторную попытку, проверить файл или строки в таблице и прочитать XCom. По последнему блоку достаточно показать ожидание слотов и работающую TaskGroup. + +Задания по желанию расширяют эти опыты. Их выполнение не требуется для перехода к следующему блоку программы.