初探airflow

airflow是Airbnb开源的data pipeline调度和监控工作流的平台,用于用来创建、监控和调整data pipeline(ETL)。类似的产品有:Linkedin Azkaban

【简述】
Airflow是一种允许工作流开发人员轻松创建、维护和周期性地调度运行工作流(即有向无环图或成为DAGs)的工具。在Airbnb中,这些工作流包括了如数据存储、增长分析、Email发送、A/B测试等等这些跨越多部门的用例。这个平台拥有和 Hive、Presto、MySQL、HDFS、Postgres和S3交互的能力,并且提供了钩子使得系统拥有很好地扩展性。除了一个命令行界面,该工具还提供了一个基于Web的用户界面让您可以可视化管道的依赖关系、监控进度、触发任务等。

【优势】
做ETL的同学可能会经常使用脚本(bash/python)+crontab来运行数据处理任务,虽然方便但是存在很多缺陷:
  • 查看任务执行情况不直观方便,只能登录机器、或者写一个界面/监控
  • 存在依赖关系的任务没办法保证,或者保证的方法成本太高
  • 任务量达到一定量级,任务的管理将极其棘手
当然xxx厂数据同学是非常幸运的,因为我们大部分要处理的数据都是存储在xxx的,运用公司的xxx平台(和airflow有点类似)就可以实现大部分数据处理任务的管理。
但是处理非tdw数据时,就可以参考下airflow。

airflow-任务管理
airflow-任务视图,task依赖关系、执行情况一目了然
airflow-代码预览
此外还支持简易报表展示、email通知、大量拓展插件

【实战】
安装&demo,参考:

【核心组件】
元数据库(原生是sqlite,支持MySQL或Postgres等)
Airflow Web服务器(python+flask+Jinja 2 ,简单易学)
调度器scheduler(scheduler轮询task,触发条件后丢给executor去执行)
executor(分为三种模式:sequenceexecutor、localexecutor、celeryexecutor)
pool(类似tdw应用组,包含若干slot)

【依赖关系的解决】
airflow主要是data pipeline调度和监控工作流的平台,由于其优秀的设计,可以用于应对复杂的依赖问题。
调度系统常常要考虑的依赖问题有:
  • 时间依赖:何时执行任务
  • 环境依赖:执行task所需要的环境,如python版本
  • 任务关系依赖:任务间的父子依赖
  • 资源依赖:当资源达到一定瓶颈时,任务处于等待状态
  • 权限依赖:谁能执行任务
airflow是这样解决这些问题的:
  • 时间依赖:类似crontab,也支持直接使用python的datatime
  • 环境依赖:sequenceexecutor、localexecutor下不需要考虑这个问题(单机),CeleryExecuter下可以使用不同的用户启动Worker,不同的Worker监听不同的Queue。同一worker下的执行环境是一致的。
  • 任务关系依赖:Airflow的核心概念,是DAG(有向无环图),DAG由一个或多个TASK组成。多个Task之间的依赖关系可以很好的用DAG表示完善
  • 资源依赖:任意一个Task指定一个抽象的Pool(类似tdw应用组),每个Pool可以指定一个Slot数。每当一个Task启动时,就占用一个Slot,当Slot数占满时,其余的任务就处于等待状态。
  • 权限依赖:a.web服务器的鉴权,b.CeleryExecuter下可以使用不同的用户启动Worker

【落地场景】
1、开箱即用的ETL调度管理平台(有点类似lhotse)
2、运维/作业管理平台(原生不擅长海量机器作业,不过有mesos插件)
3、调度平台设计(基于python实现的调度系统,设计理念可以用于很多调度平台)



外部资料:

<think>我们正在处理用户关于Apache Airflow工作流管理使用指南的请求。根据提供的引用资料,我们可以总结以下关键点: - Airflow是一个用于编程、调度和监控工作流的平台(引用[1]和引用[3])。 - 它使用Python代码定义任务依赖关系,以有向无环图(DAG)的形式管理数据处理流水线(引用[3])。 - Airflow提供了REST API和Python客户端库(引用[2])用于交互式管理。 用户需要的是使用指南,因此我们将从基础开始,逐步介绍如何使用Airflow进行工作流管理。 ### 回答结构: 1. **Airflow核心概念**:解释DAG、任务、算子等基本概念。 2. **安装与配置**:简要介绍安装步骤(基于引用[1])。 3. **创建第一个DAG**:通过一个简单示例展示如何定义工作流。 4. **Airflow的Web界面**:介绍如何监控和管理工作流。 5. **进阶功能**:提及一些高级特性如变量、连接、执行器等。 6. **API与客户端**:介绍如何使用REST API和Python客户端(引用[2])。 7. **最佳实践与常见问题**:提供一些使用建议。 ### 注意事项: - 使用中文回答。 - 数学公式(如果有)按规则使用$...$或$$...$$。 - 生成相关问题。 现在开始编写回答:</think>### Apache Airflow 工作流管理使用指南 Apache Airflow 是一个开源的工作流调度和监控平台,通过 Python 代码定义任务依赖关系,以**有向无环图(DAG)** 的形式管理数据处理流水线[^3]。以下是核心使用指南: --- #### 1. **核心概念** - **DAG(有向无环图)**:工作流的基本单位,由任务和依赖关系组成 - **Operator(算子)**:定义单个任务的执行逻辑(如 `PythonOperator`, `BashOperator`) - **Task**:Operator 的实例,代表具体执行单元 - **Task Dependency**:通过 `>>` 符号定义任务顺序(如 `task1 >> task2`) --- #### 2. **安装与初始化** ```bash # 安装 Airflow pip install apache-airflow # 初始化数据库 airflow db init # 创建管理员用户 airflow users create --username admin --password admin --firstname Admin --lastname User --role Admin --email admin@example.com # 启动 Web 服务器 airflow webserver --port 8080 # 启动调度器 airflow scheduler ``` > 访问 `http://localhost:8080` 登录 Web UI[^1] --- #### 3. **创建第一个 DAG** 在 `airflow/dags/` 目录下创建 `my_first_dag.py`: ```python from airflow import DAG from airflow.operators.bash import BashOperator from datetime import datetime with DAG( dag_id="hello_world", start_date=datetime(2023, 1, 1), schedule_interval="@daily" ) as dag: task1 = BashOperator( task_id="print_date", bash_command="date" ) task2 = BashOperator( task_id="echo_msg", bash_command='echo "Airflow is running!"' ) task1 >> task2 # 定义依赖关系 ``` - **Web UI 操作**:激活 DAG → 触发运行 → 查看任务日志[^3] --- #### 4. **关键功能实践** - **任务依赖控制**: ```python task1 >> [task2, task3] # 任务1完成后并行执行任务2和3 task3 >> task4 # 任务3完成后执行任务4 ``` - **参数传递**:使用 `XCom` 跨任务共享数据 - **错误处理**:设置 `retries` 和 `retry_delay` 实现自动重试 - **监控告警**:配置 `on_failure_callback` 发送邮件/钉钉通知 --- #### 5. **进阶功能** - **REST API**:通过 `apache-airflow-client-python` 管理 DAG[^2] ```python from airflow_client.client.api import dag_api from airflow_client.client import Configuration conf = Configuration(host="http://localhost:8080/api/v1") api = dag_api.DAGApi(conf) print(api.get_dags()) # 获取所有 DAG 信息 ``` - **执行器选择**:支持 `LocalExecutor`(单机)/ `CeleryExecutor`(分布式) - **集成扩展**:支持 KubernetesExecutor、DockerOperator 等容器化方案 --- #### 6. **最佳实践** 1. **DAG 设计原则**: - 单一职责:每个 DAG 专注一个业务目标 - 幂等性:任务可重复执行且结果一致 - 超时设置:避免僵尸任务 2. **性能优化**: - 使用 `@task` 装饰器简化 Python 任务 - 启用 `Pools` 控制并发资源 3. **安全配置**: - 加密敏感变量(`airflow connections add --conn-extra`) - 启用 RBAC 角色权限控制 > 生产环境建议使用 PostgreSQL 作为元数据库,并定期清理历史数据[^1] --- #### 7. **调试与排查** - **常见错误**: - DAG 未显示:检查文件语法错误或 `airflow list_dags` - 任务卡住:确认执行器资源是否充足 - **日志定位**: ```bash airflow tasks logs hello_world print_date --dag hello_world ```
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