1. airflow简介

airflow是Airbnb公司于2014年开始开发的一个工作流调度器.不同于其它调度器使用XML或者text文件方式定义工作流,airflow通过python文件作流,用户可以通过代码完全自定义自己的工作流。airflow的主要功能:工作流定义、任务调度、任务依赖、变量、池、分布式执行任务等。

2. 相关概念

2.1 服务进程

2.1.1. web server

web server是airflow的显示与管理工具,在页面中能看到任务及执行情况,还能配置变量、池等

2.1.2. scheduler

调度器用来监控任务执行时间并提交任务给worker执行。在airflow中scheduler做为独立的服务来启动。

2.1.3. worker

工作进程,负责任务的的执行。worker进程会创建SequentialExecutor、LocalExecutor、CeleryExecutor之一来执行任务。在airflow中作为独立服务启动。

2.1.4. celery flower

celery flower用来监控celery executor的信息。

url:http://host:5555

2.2 相关概念

2.2.1. dag

  • 主dag

    即有向无图,相当于azkban中的project。dag中定义的了任务类型、任务依赖、调度周期等.dag由task组中,task定义了任务的类型、任务脚本等,dag定义task之间的依赖。airflow中的任务表现为一个个的dag.此外还有subdag,在dag中嵌套一个dag(具体作用需进一步研究)。

  • subdag

    相当于azkban中project 中的flow.将dag中的某些task合并到一个子dag中,将这个子dag做为一个执行单元。

使用subdag时要注意:

1)by convention, a SubDAG’s dag_id should be prefixed by its parent and a dot. As in 'parent.child' 。

引用子dag时要加上父dag前缀,parent.child

2)share arguments between the main DAG and the SubDAG by passing arguments to the SubDAG operator (as demonstrated above)

通过向子dag的operator传入参数来实现在父dag和子dag信息共享。

3)SubDAGs must have a schedule and be enabled. If the SubDAG’s schedule is set to None or @once, the SubDAG will succeed without having done anything

子dag必须要设置scheduler,如果没有设置或者设置为@once,则子dag直接返回执行成功,但是不会执行任务操作

4)clearing a SubDagOperator also clears the state of the tasks within

清除子dag(的状态?)也会清除其中的task状态

5)marking success on a SubDagOperator does not affect the state of the tasks within

将子dag的状态标记为success不会影响所包含的task的状态

6)refrain from using depends_on_past=True! in tasks within the SubDAG as this can be confusing

不要在dag中使用depends_on_past=True!

7)it is possible to specify an executor for the SubDAG. It is common to use the SequentialExecutor if you want to run the SubDAG in-process and effectively limit its parallelism to one. Using LocalExecutor can be problematic as it may over-subscribe your worker, running multiple tasks in a single slot

使用SequentialExecutor来运行子dag,其它的executor执行子dag会出问题

2.2.2.task

task定义任务的类型、任务内容、任务所依赖的dag等。dag中每个task都要有不同的task_id.

dag = DAG('testFile', default_args=default_args)

# t1, t2 and t3 are examples of tasks created by instantiating operators
t1 = BashOperator( #任务类型是bash
task_id='echoDate', #任务id
bash_command='echo date > /home/datefile', #任务命令
dag=dag) t2 = BashOperator(
task_id='sleep',
bash_command='sleep 5',
retries=3,[]()
dag=dag) t2.set_upstream(t1) #定义任务信赖,任务2依赖于任务1

任务之间通过task.set_upstream\task.set_downstream来设置依赖,也可以用位运算:

t1>>t2<<t3 表示t2依赖于t1和t3.不建议用该种方式。

2.2.3.Operator

操作器,定义任务该以哪种方式执行。airflow有多种operator,如BashOperator、DummyOperator、MySqlOperator、HiveOperator以及社区贡献的operator等,其中BaseOperator是所有operator的基础operator。

BaseOperator 基础operator,设置baseoperator会影响所有的operator
BashOperator executes a bash command
DummyOperator 空操作
PythonOperator calls an arbitrary Python function
EmailOperator sends an email
HTTPOperator sends an HTTP request
SqlOperator executes a SQL command
Sensor waits for a certain time, file, database row, S3 key, etc…
t1 = BashOperator(   #任务类型是bash
task_id='echoDate', #任务id
bash_command='echo date > /home/datefile', #任务命令
dag=dag)

2.2.4 scheduler

scheduler监控dag的状态,启动满足条件的dag,并将任务提交给具体的executor执行。dag通过scheduler来设置执行周期。

1.何时执行

注意:当使用schedule_interval来调度一个dag,假设执行周期为1天,startdate=2016-01-01,则会在2016-01-01T23:59后执行这个任务。 airflow只会在执行周期的结尾执行任务。

2.设置dag执行周期

在dag中设置schedule_interval来定义调度周期。该参数可以接收cron 表达式datetime.timedelta对象,另外airflow还预置了一些调度周期。

preset Run once a year at midnight of January 1 cron
None Don’t schedule, use for exclusively “externally triggered” DAGs
@once Schedule once and only once
@hourly Run once an hour at the beginning of the hour 0 * * * *
@daily Run once a day at midnight 0 0 * * *
@weekly Run once a week at midnight on Sunday morning 0 0 * * 0
@monthly Run once a month at midnight of the first day of the month 0 0 1 * *
@yearly Run once a year at midnight of January 1 0 0 1 1 *

3.backfill和catchup

backfill:填充任务,手动重跑过去失败的任务(指定日期)。

catchup:如果历史任务出错,调度器尝试按调度顺序重跑历史任务(而不是按照当前时间执行当前任务)。可以在dag中设置dag.catchup = False或者参数文件中设置catchup_by_default = False来禁用这个功能。

4.External Triggers

我还没整明白(等我翻下书再告诉你啊~)

2.2.5.worker

worker指工作节点,类似于yarn中的nodemanager。work负责启动机器上的executor来执行任务。使用celeryExecutor后可以在多个机器上部署worker服务。

2.2.6.executor

执行任务的进程,dag中的task由executor来执行。有三个executor:SequentialExecutor(顺序执行)、LocalExecutor(本地执行)、CeleryExecutor(远程执行)。

2.2.7.Task Instances

dag中被实例化的任务。

2.2.8.pool

池用来控制同个pool的task并行度。

aggregate_db_message_job = BashOperator(
task_id='aggregate_db_message_job',
execution_timeout=timedelta(hours=3),
pool='ep_data_pipeline_db_msg_agg',
bash_command=aggregate_db_message_job_cmd,
dag=dag)
aggregate_db_message_job.set_upstream(wait_for_empty_queue)

上例中,aggregate_db_message_job设置了pool,如果pool的最大并行度为1,当其它任务也设置该池时,如果aggregate_db_message_job在运行,则其它任务必须等待。

2.2.9.connection

定义对airflow之外的连接,如对mysql hive hdfs等工具的连接。airflow中预置了一些连接类型,如mysql hive hdfs postgrey等。

2.2.10.Hooks

Hooks 是对外的connection接口,通过自定义hooks实现connection中不支持的连接。

2.2.11.Queues

airflow中的队列严格来说不叫Queues,叫"lebal"更为合适。在operator中,可以设置queue参数如queue=spark,然后在启动worker时:airflow worker -q spark,那么该worker只会执行spark任务。相当于节点标签。、

2.2.12.XComs

默认情况下,dag与dag之间 、task与task之间信息是无法共享的。如果想在dag、task之间实现信息共享,要使用XComs,通过设置在一个dag(task)中设置XComs参数在另一个中读取来实现信息共享。

2.2.13.Variables

在airflow中可以设置一些变量,在dag和task中可以引用这些变量:

from airflow.models import Variable
foo = Variable.get("foo")
bar = Variable.get("bar", deserialize_json=True)

设置变量:

此外,airflow预置了一些变量:



具体参考:http://airflow.incubator.apache.org/code.html#macros

2.2.14.Branching

dag中的任务可以选择分支! BranchPythonOperator允许用户通过函数返回下一步要执行的task的id,从而根据条件选择执行的分支。azkaban没有该功能。注意,BranchPythonOperator下级task是被"selected"或者"skipped"的分支。

2.2.15.SLAs (Service Level Agreements)

SLAs指在一段时间内应该完全的操作,比如在一个小时内dag应该执行成功,如果达不目标可以执行其它任务比如发邮件发短信等。

2.2.16.Trigger Rules

Trigger Rules定义了某个task在何种情况下执行。默认情况下,某个task是否执行,依赖于其父task(直接上游任务)全部执行成功。airflow允许创建更复杂的依赖。通过设置operator中的trigger_rule参数来控制:

  • all_success: (default) all parents have succeeded 父task全failed
  • all_failed: all parents are in a failed or upstream_failed state 父task全failed或者upstream_failed状态
  • all_done: all parents are done with their execution 父task全执行过,不管success or failed
  • one_failed: fires as soon as at least one parent has failed, it does not wait for all parents to be done 当父task中有一个是failed状态时执行,不必等到所有的父task都执行
  • one_success: fires as soon as at least one parent succeeds, it does not wait for all parents to be done 当父task中有一个是success状态时执行,不必等到所有的父task都执行
  • dummy: dependencies are just for show, trigger at will 无条件执行

该参数可以和depends_on_past结合使用,当设置为true时,如果上一次没有执行成功,这一次无论如何都不会执行。

2.2.17 宏

airflow中内置了一些宏,可以在代码中引用。

通用宏:



airflow特定的宏:

airflow.macros.ds_add(ds, days)
airflow.macros.ds_format(ds, input_format, output_format)
airflow.macros.random() → x in the interval [0, 1)
airflow.macros.hive.closest_ds_partition(table, ds, before=True, schema='default', metastore_conn_id='metastore_default')
airflow.macros.hive.max_partition(table, schema='default', field=None, filter=None, metastore_conn_id='metastore_default')

详细说明:

http://airflow.incubator.apache.org/code.html#macros

2.2.18 jinja2

airflow支持jinja2语法。Jinja2是基于python的模板引擎,功能比较类似于于PHP的smarty,J2ee的Freemarker和velocity。关于jinja2:

http://10.32.1.149:7180/cmf/login

2.2.19 Latest Run Only

这个太复杂,待近一步研究

3. 命令行

  • airflow命令的语法结构:

    airflow 子命令 [参数1][参数2]….

    如 airflow test example_dag print_date 2017-05-06

  • 子命令

    子命令包括:

resetdb Burn down and rebuild the metadata database
render Render a task instance’s template(s)
variables CRUD operations on variables
connections List/Add/Delete connections
pause Pause a DAG
task_failed_deps Returns the unmet dependencies for a task instance from the perspective of the scheduler
version Show the version
trigger_dag Trigger a DAG run
initdb Initialize the metadata database
test Test a task instance. This will run a task without checking for dependencies or recording it’s state in the database.
unpause Resume a paused DAG
dag_state Get the status of a dag run
run Run a single task instance
list_tasks List the tasks within a DAG
backfill Run subsections of a DAG for a specified date range
list_dags List all the DAGs
kerberos Start a kerberos ticket renewer
worker Start a Celery worker node
webserver Start a Airflow webserver instance
flower Start a Celery Flower
scheduler Start a scheduler instance
task_state Get the status of a task instance
pool CRUD operations on pools
serve_logs Serve logs generate by worker
clear Clear a set of task instance, as if they never ran
upgradedb Upgrade the metadata database to latest version

使用:

[bqadm@sitbqbm1~]$ airflow webserver -p 8080

详细命令参考:

http://airflow.incubator.apache.org/cli.html#

4. API

airflow的api分为Operator、Macros、Modles、Hooks、Executors几个部分,主要关注Operator、Modles这两部分

详细API文档:

http://airflow.incubator.apache.org/code.html

5. 使用

5.1 创建dag

1.创建一个pthon文件testBashOperator.py:

from airflow import DAG
from airflow.operators.bash_operator import BashOperator
from datetime import datetime, timedelta default_args = {
'owner': 'yangxw',
'depends_on_past': False,
'start_date': datetime(2017, 5, 9),
'email': ['xiaowen.yang@bqjr.cn'],
'email_on_failure': True,
'email_on_retry': True,
'retries': 1,
'retry_delay': timedelta(minutes=5),
# 'queue': 'bash_queue',
# 'pool': 'backfill',
# 'priority_weight': 10,
# 'end_date': datetime(2016, 1, 1),
} dag = DAG('printDate', default_args=default_args,schedule_interval='*/1 * * * *') # t1, t2 and t3 are examples of tasks created by instantiating operators
t1 = BashOperator(
task_id='datefile',
bash_command='date > /home/bqadm/datefile',
dag=dag) t2 = BashOperator(
task_id='sleep',
bash_command='sleep 5',
retries=3,
dag=dag) t2.set_upstream(t1)

2.编译该文件

把文件放到$AIRFLOW_HIME/dags下,然后执行:

[bqadm@bqdpsit1 dags]$ python testFile.py
[2017-05-18 10:04:17,422] {__init__.py:57} INFO - Using executor CeleryExecutor

这样dag就被创建了

3.启动dag

在web上,点击最左边按钮,将off切换为on



这样dag就启动了。dag启后,会根据自生的调度情况执行。上列中的dag每分钟执行一次,将时间写入/home/bqadm/datafile里。

如果执行出错还会发邮件通知:

5.2 示例dag

airflow内置了16个示例dag,通过学习这些dag的源码可掌握operator、调度、任务依赖的知识,能快速入门。

6. 总结

airflow是功能强大并且极其灵活的pipeline工具,通过python脚本能控制ETL中各个环节,其缺点是使用比较复杂,需要一定的编程水平。此外,当一个dag中有数十个task时,python文件将变的非常长导致维护不便。airflow在国内并未广泛使用,面临一定的技术风险

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