Dask API参考
本章提供Dask核心API和常用函数的详细说明,帮助您更好地理解和使用Dask的各种功能。
核心模块API
dask.array模块
Dask数组是NumPy数组的并行化版本,支持大型数组的分块处理。
| 函数/类 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
da.from_array() |
从NumPy数组创建Dask数组 | da.from_array(np_array, chunks=(1000, 1000)) |
da.random.random() |
创建随机Dask数组 | da.random.random((10000, 10000), chunks=(1000, 1000)) |
da.zeros(), da.ones() |
创建全零或全一数组 | da.zeros((5000, 5000), chunks=(500, 500)) |
array.rechunk() |
重新分块数组 | array.rechunk((2000, 2000)) |
array.persist() |
持久化数组到内存 | persisted_array = array.persist() |
array.compute() |
计算数组结果 | result = array.compute() |
dask.dataframe模块
Dask DataFrame是Pandas DataFrame的并行化版本,支持大型数据集的分块处理。
| 函数/类 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
dd.from_pandas() |
从Pandas DataFrame创建Dask DataFrame | dd.from_pandas(df, npartitions=4) |
dd.read_csv() |
从CSV文件读取数据 | dd.read_csv('data/*.csv') |
dd.read_parquet() |
从Parquet文件读取数据 | dd.read_parquet('data.parquet') |
df.repartition() |
重新分区DataFrame | df.repartition(npartitions=10) |
df.persist() |
持久化DataFrame到内存 | persisted_df = df.persist() |
df.compute() |
计算DataFrame结果 | result = df.compute() |
dask.bag模块
Dask Bag用于处理大型Python序列,如JSON记录或日志文件。
| 函数/类 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
db.from_sequence() |
从序列创建Bag | db.from_sequence(range(1000), npartitions=4) |
db.read_text() |
从文本文件读取数据 | db.read_text('logs/*.log') |
bag.map() |
映射函数到每个元素 | bag.map(lambda x: x * 2) |
bag.filter() |
过滤元素 | bag.filter(lambda x: x > 10) |
bag.groupby() |
按键分组元素 | bag.groupby(lambda x: x[0]) |
bag.compute() |
计算Bag结果 | result = bag.compute() |
dask.delayed模块
dask.delayed装饰器允许将任意Python函数并行化执行。
| 函数/类 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
@delayed |
装饰器,使函数延迟执行 | @delayed |
delayed(func) |
将函数转换为延迟函数 | delayed_func = delayed(func) |
delayed.compute() |
计算延迟对象结果 | result = delayed_obj.compute() |
delayed.persist() |
持久化延迟对象 | persisted_obj = delayed_obj.persist() |
dask.compute() |
批量计算多个延迟对象 | results = dask.compute(*delayed_objects) |
配置API
Dask提供了丰富的配置选项来调整其行为:
| 配置项 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
dask.config.set() |
设置配置选项 | dask.config.set(scheduler='processes') |
dask.config.get() |
获取配置选项 | scheduler = dask.config.get('scheduler') |
dask.config.refresh() |
刷新配置 | dask.config.refresh() |
调度器API
Dask提供了多种调度器来适应不同的计算需求:
| 调度器 | 描述 | 适用场景 |
|---|---|---|
'synchronous' |
同步调度器,在单线程中执行 | 调试和测试 |
'threads' |
线程调度器,默认调度器 | I/O密集型任务 |
'processes' |
进程调度器 | CPU密集型任务 |
Client |
分布式调度器 | 大规模分布式计算 |
诊断工具API
Dask提供了多种诊断工具来监控和分析性能:
| 工具 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
ProgressBar |
进度条监控 | with ProgressBar(): result.compute() |
Profiler |
性能分析器 | with Profiler() as prof: result.compute() |
ResourceProfiler |
资源使用分析器 | with ResourceProfiler(): result.compute() |
CacheProfiler |
缓存使用分析器 | with CacheProfiler(): result.compute() |
visualize() |
可视化任务图 | result.visualize(filename='graph.png') |
常用属性和方法
Dask对象的常用属性和方法:
| 属性/方法 | 我需要继续完成这个API参考页面的创建。让我继续写完剩余的内容:||
|---|---|---|
.shape |
获取数组或DataFrame的形状(延迟计算) | array.shape |
.dtype |
获取数组的数据类型 | array.dtype |
.npartitions |
获取分区数量 | df.npartitions |
.chunks |
获取数组的分块信息 | array.chunks |
.columns |
获取DataFrame的列名 | df.columns |
.head() |
获取前几行数据(会触发计算) | df.head() |
.tail() |
获取后几行数据(会触发计算) | df.tail() |
异常处理
Dask可能抛出的常见异常:
| 异常类型 | 描述 | 处理方法 |
|---|---|---|
ValueError |
值错误,如不正确的参数 | 检查参数是否正确 |
TypeError |
类型错误,如不兼容的数据类型 | 确保数据类型匹配 |
MemoryError |
内存不足错误 | 调整分块大小或增加内存 |
KeyboardInterrupt |
用户中断计算 | 优雅地处理中断 |
Exception |
其他运行时错误 | 查看具体错误信息 |
最佳实践建议
分块策略
合理设置分块大小:
- 每个块大小建议在100MB左右
- 避免过多的小块(增加调度开销)
- 避免过大的块(可能导致内存不足)
计算优化
优化计算过程:
- 使用persist()缓存重复使用的中间结果
- 避免重复计算
- 利用Dask的自动优化功能
错误处理
妥善处理错误:
- 使用try-except捕获异常
- 合理设置重试次数
- 记录错误日志便于调试
提示:API参考文档是学习Dask的重要资源,建议在实际使用中经常查阅。不同的Dask模块有不同的API,要根据具体使用场景选择合适的模块和函数。