脚本专栏 
首页 > 脚本专栏 > 浏览文章

Python利用多进程将大量数据放入有限内存的教程

(编辑:jimmy 日期: 2024/11/28 浏览:3 次 )

简介

这是一篇有关如何将大量的数据放入有限的内存中的简略教程。

与客户工作时,有时会发现他们的数据库实际上只是一个csv或Excel文件仓库,你只能将就着用,经常需要在不更新他们的数据仓库的情况下完成工作。大部分情况下,如果将这些文件存储在一个简单的数据库框架中或许更好,但时间可能不允许。这种方法对时间、机器硬件和所处环境都有要求。

下面介绍一个很好的例子:假设有一堆表格(没有使用Neo4j、MongoDB或其他类型的数据库,仅仅使用csvs、tsvs等格式存储的表格),如果将所有表格组合在一起,得到的数据帧太大,无法放入内存。所以第一个想法是:将其拆分成不同的部分,逐个存储。这个方案看起来不错,但处理起来很慢。除非我们使用多核处理器。
目标

这里的目标是从所有职位中(大约1万个),找出相关的的职位。将这些职位与政府给的职位代码组合起来。接着将组合的结果与对应的州(行政单位)信息组合起来。然后用通过word2vec生成的属性信息在我们的客户的管道中增强已有的属性。

这个任务要求在短时间内完成,谁也不愿意等待。想象一下,这就像在不使用标准的关系型数据库的情况下进行多个表的连接。
数据

Python利用多进程将大量数据放入有限内存的教程

示例脚本

下面的是一个示例脚本,展示了如何使用multiprocessing来在有限的内存空间中加速操作过程。脚本的第一部分是和特定任务相关的,可以自由跳过。请着重关注第二部分,这里侧重的是multiprocessing引擎。

#import the necessary packages
import pandas as pd
import us
import numpy as np
from multiprocessing import Pool,cpu_count,Queue,Manager
 
# the data in one particular column was number in the form that horrible excel version
# of a number where '12000' is '12,000' with that beautiful useless comma in there.
# did I mention I excel bothers me"htmlcode">
#runs the function and puts the answers in the queue
def worker(row, q):
    ans = job_title_location_matcher(row[0],row[1])
    q.put(ans)
 
# this writes to the file while there are still things that could be in the queue
# this allows for multiple processes to write to the same file without blocking eachother
def listener(q):
  f = open(filename,'wb')
  while 1:
    m = q.get()
    if m =='kill':
        break
    f.write(','.join(m) + 'n')
    f.flush()
  f.close()
 
def main():
  #load all your data, then throw out all unnecessary tables/columns
  filename = 'skill_TEST_POOL.txt'
 
  #sets up the necessary multiprocessing tasks
  manager = Manager()
  q = manager.Queue()
  pool = Pool(cpu_count() + 2)
  watcher = pool.map_async(listener,(q,))
 
  jobs = []
  #titles_states is a dataframe of millions of job titles and states they were found in
  for i in titles_states.iloc:
    job = pool.map_async(worker, (i, q))
    jobs.append(job)
 
  for job in jobs:
    job.get()
  q.put('kill')
  pool.close()
  pool.join()
 
if __name__ == "__main__":
  main()

由于每个数据帧的大小都不同(总共约有100Gb),所以将所有数据都放入内存是不可能的。通过将最终的数据帧逐行写入内存,但从来不在内存中存储完整的数据帧。我们可以完成所有的计算和组合任务。这里的“标准方法”是,我们可以仅仅在“job_title_location_matcher”的末尾编写一个“write_line”方法,但这样每次只会处理一个实例。根据我们需要处理的职位/州的数量,这大概需要2天的时间。而通过multiprocessing,只需2个小时。

虽然读者可能接触不到本教程处理的任务环境,但通过multiprocessing,可以突破许多计算机硬件的限制。本例的工作环境是c3.8xl ubuntu ec2,硬件为32核60Gb内存(虽然这个内存很大,但还是无法一次性放入所有数据)。这里的关键之处是我们在60Gb的内存的机器上有效的处理了约100Gb的数据,同时速度提升了约25倍。通过multiprocessing在多核机器上自动处理大规模的进程,可以有效提高机器的利用率。也许有些读者已经知道了这个方法,但对于其他人,可以通过multiprocessing能带来非常大的收益。顺便说一句,这部分是skill assets in the job-market这篇博文的延续。

上一篇:python查找目录下指定扩展名的文件实例
下一篇:python连接远程ftp服务器并列出目录下文件的方法
高通与谷歌联手!首款骁龙PC优化Chrome浏览器发布
高通和谷歌日前宣布,推出首次面向搭载骁龙的Windows PC的优化版Chrome浏览器。
在对骁龙X Elite参考设计的初步测试中,全新的Chrome浏览器在Speedometer 2.1基准测试中实现了显著的性能提升。
预计在2024年年中之前,搭载骁龙X Elite计算平台的PC将面世。该浏览器的提前问世,有助于骁龙PC问世就获得满血表现。
谷歌高级副总裁Hiroshi Lockheimer表示,此次与高通的合作将有助于确保Chrome用户在当前ARM兼容的PC上获得最佳的浏览体验。
友情链接:杰晶网络 DDR爱好者之家 南强小屋 黑松山资源网 白云城资源网 网站地图 SiteMap