# Основы построения DAG-файлов в Airflow В предыдущем занятии вы познакомились с пользовательским интерфейсом Airflow и, вероятно, задались вопросами: как создать свой собственный DAG? Где писать код? Какие именно инструкции использовать? В этом уроке вы получите ответы на все эти вопросы, создадите свой первый DAG, изучите базовую структуру кода и сможете загрузить его в систему для запуска и наблюдения за результатами. # Как устроен код DAG-файла Как вы уже знаете из предыдущих уроков, DAG представляет собой граф вычислений, состоящий из отдельных задач (tasks). На уровне кода DAG — это обычный Python-файл, который описывает все задачи в рамках пайплайна и определяет последовательность их выполнения. Любой DAG-файл состоит из нескольких ключевых компонентов: - Импорт необходимых модулей и библиотек - Настройка параметров и инициализация объекта DAG - Создание отдельных задач с помощью операторов - Определение порядка выполнения задач Порядок этих компонентов имеет значение, поскольку Airflow — это Python-библиотека, и обращение к еще не инициализированным объектам приведет к ошибкам выполнения. Давайте рассмотрим простой пример DAG-файла и разберем его по частям. ![](_attachments/dag_file_structure.png) *Пример структуры DAG-файла* ## Импорт необходимых модулей Все начинается с подключения нужных библиотек и классов. Обязательно импортируйте класс DAG для создания графа вычислений. Затем подключайте операторы, которые понадобятся для описания ваших задач. Также могут потребоваться дополнительные функции или объекты для работы с данными. ```python from datetime import datetime, timedelta from airflow import DAG from airflow.operators.bash import BashOperator from airflow.utils.dates import days_ago ``` ## Настройка параметров DAG Следующим шагом идет объявление DAG с необходимыми параметрами: В примере ниже создается DAG с идентификатором "sample_dag", который будет использовать общие параметры, определенные в словаре `default_args`. В данном случае, владелец DAG - это 'data_team', а дата начала выполнения - 1 января 2021 года. ```python default_args = { 'start_date': datetime(2021, 1, 1), 'owner': 'data_team' } dag = DAG( "sample_dag", default_args=default_args, schedule_interval=None, ) ``` Обратите внимание на словарь `default_args`. Это стандартная практика для хранения общих параметров, которые будут применяться ко всем задачам в DAG. Такой подход помогает избежать дублирования кода и делает его более читаемым. В примере мы указываем владельца пайплайна и дату начала его работы. Ключевыми обязательными параметрами являются `owner` и `start_date`. Без них DAG не сможет быть корректно инициализирован и не появится в пользовательском интерфейсе Airflow. Остальные параметры являются опциональными и добавляются по мере необходимости. Для изучения всех доступных параметров рекомендуем обращаться к официальной документации Airflow. ## Создание задач с помощью операторов После настройки DAG следует этап создания задач. Для каждого шага обработки данных создается отдельная переменная с соответствующим оператором. В Airflow существует множество готовых операторов для различных задач: - `BashOperator` — для выполнения bash-команд - `PythonOperator` — для запуска Python-функций - Специализированные операторы для работы с популярными системами обработки данных (например, Apache Spark) Каждая задача должна иметь уникальный идентификатор (`task_id`), который используется Airflow для отображения задачи в интерфейсе. Пример создания простых задач: В этом примере мы создаем две задачи с использованием BashOperator. Первая задача с идентификатором 'show_time' выводит текущее время, а вторая задача с идентификатором 'process_data' имитирует обработку данных с задержкой 3 секунды и возможностью повторного запуска при ошибках (до 2 раз). ```python # Задача для вывода текущего времени t1 = BashOperator( task_id='show_time', bash_command='date', dag=dag ) # Задача для имитации обработки с возможностью повторных попыток t2 = BashOperator( task_id='process_data', bash_command='sleep 3', retries=2, dag=dag ) ``` ## Определение последовательности выполнения Завершающий этап — указание порядка выполнения задач. В Airflow для этого используются стрелочные операторы: В приведенном примере задача с идентификатором 'process_data' будет запускаться только после успешного завершения задачи 'show_time'. ```python t1 >> t2 # t2 запускается после завершения t1 ``` Альтернативный синтаксис: Этот синтаксис эквивалентен предыдущему примеру, просто записан в обратном порядке. Задача 'show_time' должна завершиться перед запуском задачи 'process_data'. ```python t2 << t1 # t1 должна завершиться перед запуском t2 ``` Можно также группировать задачи в списки для создания более сложных зависимостей: В этом примере задачи 't2' и 't3' будут запускаться одновременно после завершения задачи 't1'. Затем задача 't4' запустится после завершения обеих задач 't2' и 't3'. ```python t1 >> [t2, t3] # t2 и t3 запускаются одновременно после t1 [t2, t3] >> t4 # t4 запускается после завершения t2 и t3 ``` Для сложных пайплайнов можно создавать цепочки любой сложности: ```python t1 >> [t2, t3] >> t4 >> [t5, t6, t7] >> t8 ``` ## Полный пример DAG-файла В этом полном примере мы создаем DAG с более подробной настройкой параметров. Обратите внимание на дополнительные параметры, такие как количество повторных попыток ('retries'), задержка между попытками ('retry_delay'), а также настройки уведомлений по электронной почте. Вот как выглядит готовый DAG-файл в итоге: ```python from datetime import datetime, timedelta from airflow import DAG from airflow.operators.bash import BashOperator from airflow.utils.dates import days_ago default_args = { 'owner': 'data_team', 'depends_on_past': False, 'start_date': days_ago(1), 'email': ['data@example.com'], 'email_on_failure': False, 'email_on_retry': False, 'retries': 2, 'retry_delay': timedelta(minutes=3), } dag = DAG( "sample_dag", default_args=default_args, schedule_interval=None, ) t1 = BashOperator( task_id='show_time', bash_command='date', dag=dag ) t2 = BashOperator( task_id='process_data', bash_command='sleep 3', retries=2, dag=dag ) t1 >> t2 ``` **Важное замечание**: код DAG-файла выполняется Airflow при каждом сканировании директории DAG. Поэтому в нем не следует размещать тяжелые вычисления, чтение больших файлов или запросы к базам данных. DAG-файл должен быть максимально легковесным. Сложные операции следует выносить в отдельные функции и вызывать их через соответствующие операторы. 💡 **Правило**: DAG-файл не должен содержать ресурсоемких операций, загрузки файлов или сложных вычислений. # Создаем свой первый рабочий пайплайн Теперь давайте создадим полноценный пайплайн для работы с реальными данными. В качестве примера мы будем использовать датасет с информацией о клиентах, который часто применяется в задачах анализа данных. Наш пайплайн будет состоять из трех этапов: 1. Загрузка исходного датасета из интернета 2. Создание агрегированной таблицы по регионам и категориям 3. Сохранение результата в базу данных PostgreSQL Вот полный код нашего DAG: ```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 # Базовые параметры DAG args = { 'owner': 'airflow', 'start_date': dt.datetime(2020, 12, 23), 'retries': 1, 'retry_delay': dt.timedelta(minutes=1), } def download_titanic_dataset(): url = 'https://web.stanford.edu/class/archive/cs/cs109/cs109.1166/stuff/titanic.csv' df = pd.read_csv(url) engine = create_engine('postgresql+psycopg2://jovyan:jovyan@localhost:5432/de') df.to_sql('titanic', engine, index=False, if_exists='replace', schema='public') def pivot_dataset(): engine = create_engine('postgresql+psycopg2://jovyan:jovyan@localhost:5432/de') titanic_df = pd.read_sql('select * from public.titanic', con=engine) df = titanic_df.pivot_table( index=['Sex'], columns=['Pclass'], values='Name', aggfunc='count' ).reset_index() df.to_sql('titanic_pivot', engine, index=False, if_exists='replace', schema='public' ) dag = DAG( dag_id='titanic_pivot', schedule_interval=None, default_args=args, ) # Начальная задача для логирования start = BashOperator( task_id='start', bash_command='echo "Начинаем выполнение пайплайна! "', dag=dag, ) # Загрузка исходного датасета create_titanic_dataset = PythonOperator( task_id='download_titanic_dataset', python_callable=download_titanic_dataset, dag=dag, ) # Преобразование и сохранение сводной таблицы pivot_titanic_dataset = PythonOperator( task_id='pivot_dataset', python_callable=pivot_dataset, dag=dag, ) # Последовательность выполнения start >> create_titanic_dataset >> pivot_titanic_dataset ``` Этот код использует `PythonOperator` для выполнения функций работы с данными, что является стандартной практикой для задач обработки данных. В примере функция `load_customer_dataset` загружает данные из внешнего источника, а `aggregate_customer_dataset` создает агрегированную таблицу. ## Загрузка DAG в учебную среду Для тестирования нашего DAG в учебной среде выполните следующие шаги: 1. Сохраните код в файл с расширением `.py` (например, `customer_analysis_dag.py`) Для тестирования нашего DAG в учебной среде выполните следующие шаги: 1. Сохраните код в файл с расширением `.py` (например, `customer_analysis_dag.py`) 2. Найдите запущенный контейнер с учебной средой Airflow: ```bash docker ps ``` 3. Скопируйте файл в контейнер: ```bash docker cp /путь/к/файлу/customer_analysis_dag.py [ID_КОНТЕЙНЕРА]:/lessons/dags/customer_analysis_dag.py ``` Например: ```bash docker cp ~/Desktop/customer_analysis_dag.py 4dc4fbfedcf4:/lessons/dags/customer_analysis_dag.py ``` 4. Подождите 30-60 секунд — Airflow автоматически обнаружит новый файл 5. Найдите ваш DAG в интерфейсе Airflow через строку поиска и запустите его ![Пример запуска DAG в интерфейсе Airflow](_attachments/dag_interface_example.png) В этом уроке вы изучили основную структуру DAG-файлов, создали свой первый рабочий пайплайн, научились загружать его в учебную среду и запускать для получения результатов.