python – apache pyarrow 를 이용한 parquet 생성 및 테스트

apache 재단에서 진행 되는 프로젝트 이다. python, java, R 등등 많은 언어를 지원 한다.

CSV (Comma-Separated Values)의 가로열 방식의 데이터 기록이 아닌 세로열 기록 방식으로 기존 가로열 방식에서 불가능한 영역을 처리가 가능하도록 한다.

2020-12-24_135314

이미지 출처: 훈민정음 나무위키

 

차이점을 그림으로 표현하자면 아래와 같다.

2020-12-28_090730

문서를 모두 읽는다 에서는 큰 차이가 발생하지 않지만 구조적으로 모든 행이 색인(index) 처리가 된 것처럼 파일을 읽을 수 있다.

sql 문으로 가정으로 “(SELECT * FROM 테이블 WHERE 재질 = ‘철’)” 을 찾게 될 경우 index 가 둘다 없다는 가정하에서

CSV 는 9개의 칸을 읽어야 하지만 (재질->무게->산화->나무->가벼워->탄다->철->무거워->안탄다->return)

parquet 의 경우 5개의 칸만 읽으면 된다. (재질->나무->철->무거워->안탄다->return)

압축을 하더라도 컬럼별 압축이 되기 때문에 필요한 내용만 읽어서 압축해제 하여 데이터를 리턴 한다.

 

적당한 TSV (Tab-Separated Values)데이터를 준비 한다.

2020-12-24_145706

 

python 을 이용하여 TSV 파일을 읽고 python 의 pyarrow를 이용하여 parquet 파일을 생성 하고 읽는 테스트를 한다. (pyarrow, pandas 는 pip install pyarrow pandas 으로 설치할 수 있다.)

 

TSV -> parquet 압축률(높을수록 좋음) 및 처리 시간(낮을수록 좋음)

 defextMBcompress ratioprocessing time
python 2.7
processing time
python 3.6
txt.txt58.8 MB
gzip.txt.gz16.3 MB72%3.24 sec
pyarrowwrite_table,
compression='none'
.parquet
40.1 MB32%0.74 sec0.93 sec
write_table,
compression='snappy'
24.8 MB58%1.31 sec 0.95 sec
write_table,
compression='lz4'
24.7 MB58%0.79 sec0.94 sec
write_table,
compression='zstd'
19.3 MB67%1.00 sec0.98 sec
write_table,
compression='gzip'
18.8 MB68%5.07 sec1.18 sec

읽기/쓰기 테스트 모두 AWS – EC2(m5.large-centos7) – gp2(100GB) 에서 진행 하였다.

 

parquet 을 생성한 이유는 파일을 읽을때 모든 컬럼인 index가 걸려있는것과 같이 빠르게 읽기 위함이니 읽기 테스트도 해본다.

 

TSV, parquet 파일 읽기 테스트 (pandas, pyarrow)

 defextMBprocessing time
python 2.7
processing time
python 3.6
pandasread_csv.txt58.8 MB1.39 sec1.56 sec
read_csv,
compression='gzip'
.txt.gz16.3 MB1.68 sec2.06 sec
read_parquet.parquet
(none)
40.1 MB0.72 sec0.93 sec
.parquet
(snappy)
24.8 MB1.03 sec0.95 sec
.parquet
(lz4)
24.7 MB0.73 sec0.94 sec
.parquet
(zstd)
19.3 MB0.76 sec0.95 sec
.parquet
(gzip)
18.8 MB0.96 sec1.18 sec
pyarrowread_csv,
to_pandas
.txt58.8 MB1.01 sec1.30 sec
.txt.gz16.3 MB1.41 sec1.37 sec
read_table,
to_pandas
.parquet
(none)
40.1 MB0.69 sec0.90 sec
.parquet
(snappy)
24.8 MB0.99 sec0.89 sec
.parquet
(lz4)
24.7 MB0.69 sec0.92 sec
.parquet
(zstd)
19.3 MB0.75 sec0.95 sec
.parquet
(gzip)
18.8 MB0.95 sec1.22sec

 

이 문서 처음에 언급 했다 시피 대용량 파일을 처리 하기 위함. 즉 “빅데이터”(HIVE, Presto, Spark, AWS-athena)환경을  위한 포멧이다.

모두 테스트 해보면 좋겠지만 아직 실력이 부족해서 AWS athena 만 테스트를 진행 한다.

구조적으로 S3 버킷에 parquet 파일을 넣어 두고 athena 에서 테이블을(S3 디렉토리 연결) 생성 하여 SQL 문으로 검색을 하는데 사용 한다.

 

TSV, parquet 파일 읽기 테스트 (AWS – athena)

 ROW FORMAT SERDEextSearched
MB
processing time
(select target 2)
processing time
(select target 50)
athenaorg.apache.hadoop.hive.
serde2.lazy.
LazySimpleSerDe
.txt58.8 MB1.17 ~ 3.35 sec1.86 ~ 2.68 sec
.txt.gz16.3 MB1.37 ~ 1.49 sec1.44 ~ 2.69 sec
org.apache.hadoop.hive.
ql.io.parquet.serde.
ParquetHiveSerDe
.txt.parquet10.48 MB1.11 ~ 1.49 sec1.00 ~ 1.38 sec
.snappy.parquet4.71 MB0.90 ~ 2.36 sec0.90 ~ 1.00 sec
지원 불가.lz4.parquet지원 불가
.zstd.parquet
org.apache.hadoop.hive.
ql.io.parquet.serde.
ParquetHiveSerDe
.gzip.parquet2.76 MB0.89 ~ 1.17 sec0.90 ~ 1.85 sec

읽는 속도가 향상되었고 스캔 크기가 적게 나온다. (parquet 의 강점을 보여주는 테스트-스캔비용의 절감이 가능.)

 

athena 테이블 생성에 사용된 DDL 쿼리문 (TSV, parquet)

 

PS. 이건 저도 어려 웠어요…..

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