基于 OpenMLDB v0.4.0 快速搭建全流程线上 AI 应用
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本文根据陈迪豪在『OpenMLDB Meetup No.1』中的演讲整理而成。
基于OpenMLDB v0.4.0 快速搭建全流程线上 AI 应用
OpenMLDB 在立项开始就有很多性能的优化,包括基于 LLVM 的 JIT 优化,可以针对不同的 CPU 架构、Linux 服务器或 MAC 服务器,通过 LLVM 做对应的代码生成优化,甚至是最新的基于 M1 的 ARM 架构苹果电脑,也是可以让 OpenMLDB 针对这种场景做优化的。
前面提到了在部分场景 OpenMLDB 可以比 Spark 有 10 倍甚至 10 倍以上的性能提升,其实也得益于我们对 Spark 做了很多代码优化,包括像开源 Spark 不支持的窗口倾斜优化、窗口并行优化等等,甚至我们对 Spark 源码进行了改造,来实现这种定制化的针对 AI 场景的性能优化。
OpenMLDB 在存储上也有优化,传统的数据库服务大多基于文件,这种基于 b+树数据结构的存储,对于高性能在线 AI 应用还是不太适合,还可能需要针对时序特征做优化。我们实现了针对分区键和排序键盘做的多级跳表数据结构,能进一步提升 OpenMLDB 在时序数据上的读写性能。
近期我们正式发布了 OpenMLDB 0.4.0 版本,这个版本也有很多性能和功能上的优化,那么本文会介绍 OpenMLDB 0.4.0 最新版本上的一些新特性,以及怎么基于这个新版本来快速搭建一个全流程的线上 AI 应用。
首先做一个简单的自我介绍,我叫陈迪豪,目前在第四范式担任平台架构师,是 OpenMLDB 项目的核心研发和 PMC 成员,之前参与过分布式存储 HBase、分布式的基础架构项目 OpenStack 项目的开发,是机器学习中常用的 TVM 框架的贡献者,目前专注于分布式系统和数据库的设计。
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P3:
今天会给大家介绍三个方面的内容:
OpenMLDB 0.4.0 全流程的新特性
OpenMLDB 0.4.0 单机版和集群版的快速上手
手把手教大家如何使用 OpenMLDB 来快速搭建一个全流程的线上 AI 应用
【01 | OpenMLDB 0.4.0 的全流程新特性介绍】
OpenMLDB 0.4.0 全流程新特性 1 | 在线离线统一存储
第一个新特性是,OpenMLDB 的在线存储和离线存储统一了,即一致性的表的视图,右上角是我们旧版本的表信息,通过 SQL 的 describe 语句,可以看到这个表名叫 T1, 它的 Schema 信息,包含多少列以及每一列的类型,下面就是它的索引信息。
在 0.4.0 我们新增加了一个统一的表视图,就是把离线存储和在线存储统一到一起了。右下角就是在一个普通表的定义下面,增加一个 offline 的 table 信息,信息中会包括:offline 存储路径、离线存储的数据格式、是否是 deep copy 等一些属性。
统一存储也是业界数据库里面很少出现的设计,它实现了离线表和在线表共享一套表名和 scheme,共享一套索引信息,共享一个 SQL 解析引擎,我们使用 C++实现的 SQL 解析引擎来编译 SQL,然后共享同一个数据引入和导出流,也就是说离线表和在线表都可以使用相同的 SQL 语句来做数据导入和导出,他们唯一的区别就是离线和在线分别有独立的持久化存储。我们刚刚提到的在线是全内存的高性能多级跳表存储,离线上我们支持让本地的文件存储以及像 HDFS 这种分布式存储,来应对离线和在线不同的场景需求。
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OpenMLDB 0.4.0 全流程新特性 2 | 高可用离线任务管理
第二个新特性就是,新增加了一个高可用的离线任务管理服务,叫 TaskManager Service,
高可用的离线任务管理服务,支持本地或 Yarn 集群上的 Spark 任务管理,支持使用 SQL 来做任务管理,像 SHOW JOBS, SHOW JOB, STOP JOB 等,都是通过拓展 SQL 语法来实现的。它内置支持多种数据任务,包括:导入在线数据,导入离线数据,导出离线数据。
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OpenMLDB 0.4.0 全流程新特性 3 | 端到端的 AI 工作流
第三个重要的特性是,实现了真正的端到端 AI 工作流,可以基于 SDK 或者 CLI 命令行使用。
左边的列表就是我们在做端到端 AI 应用落地的 8 个步骤,分别是:创建数据库、创建数据库表、导入离线数据、进行离线的特征抽取,然后使用机器学习框架进行模型训练、部署 SQL 上线、导入在线数据,以及上线在线特征服务。
从第 1 到第 8 个步骤,几乎每个步骤都可以通过 OpenMLDB 的 SDK 或命令行来实现:
使用标准的 SQL 语句创建数据库和创建数据库表,这个是标准 SQL 就支持的
像导入离线数据,一些 SQL 方言也可以支持,例如 SQL Server 或 MySQL 可以支持类似这种 Load Data in File 的语法,即从文件导入数据到一个表中。
我们也支持离线和在线的数据导入,以及离线的特征抽取,因为前面介绍了我们特征计算都是使用拓展的 SQL 语言,我们在命令行里集成了离线 SQL 任务的提交功能,你可以在命令行去执行一个标准的 SQL,比如这里的 select sum 语句,使用 SQL 提交任务后,因为它是离线任务,因此会提交到一个分布式的计算集群,比如 yarn 集群,然后做分布式的离线特征计算。
对于第 5 步机器学习模型训练:
我们支持外部的机器学习训练框架,像 TensorFlow,PyTorch,LightGBM,XGBoost 或者 OneFlow 等;
因为我们生成的是标准的样本数据格式,像 CSV、LIBSVM 或者 TFRecords 等,用户可以使用 TensorFlow 等框架来做模型训练;
这些框架也可以提交到本地、yarn 集群、k8s 集群等,来做分布式的训练;
支持使用 GPU 等硬件进行加速,跟我们的特征数据库 OpenMLDB 是完全兼容的。
模型训练以后,即我们的 SQL 特征可以上线了,然后可以直接执行一个 Deploy 命令,接上要上线的 SQL,就可以上线我们的在线特征服务了。这个也是我们通过 SQL 拓展来实现的。
然后上线后的服务,需要给它注入一些历史的时序特征,我们称之为特征的蓄水。用户的一些历史数据,也可以使用 Load Data 的这个 SQL 语句来完成。
完成以后,我们内部会起一个支持 HTTP 和 RPC 接口的服务,客户端使用标准的 HTTP 请求就可以访问了,或者使用我们的 Java、Python SDK。未来我们也会把这个功能集成到 CLI 中,来实现全流程的端到端 AI 工作流在命令行上的整合。
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【02 | OpenMLDB 0.4.0 单机/集群版快速上手】
介绍完 0.4.0 新增的全流程特性,那么接下来,就给大家快速上手一下 0.4.0 的单机版和集群版功能。
首先单机版和集群版的区别是:
单机版部署简单,模块比较少,只需要下载一个预编译的 Binary 就可以了,没有任何外部的依赖。单机版的功能也是齐全的,支持 Linux 和 MAC 操作系统,MAC 下基于 M1 芯片的 ARM 架构,或者是基于英特尔 CPU 芯片的 x86 架构也都是支持的。因此,它适合于功能测试和小规模的 POC 测试。
集群版有完整丰富的功能集。
它支持高可用,所有的节点都是高可用的,没有单点故障。
它支持大容量存储,虽然我们的在线存储数据是放在内存里,但是它支持存储的水平拓展。随着数据量增加,只要水平增加通用的 x86 的存储服务器就可以了。
它是高性能的,无论是离线计算还是在线计算,集群版都可以支持分布式的并行计算,加速建模和特征抽取的时间。
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OpenMLDB 0.4.0 单机版快速上手 | 启动单机版 OpenMLDB 数据库
单机版的起使用方法就非常简单了。单机版和集群版在 GitHub 上都是开源的,在 GitHub 下载的代码,底层就支持集群版的功能。对于单机版我们提供了一个脚本,只要执行这个脚本,就会启动单机版需要的三个组件。右边是它的架构,包括一个 Name Server 服务和一个 API Server 服务,底层数据会存储在单个 Tablet 上,那么用户使用命令行或者 SDK 就可以访问我们的服务了。
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OpenMLDB 0.4.0 单机版快速上手 | 使用 OpenMLDB 客户端
客户端的使用非常简单,前面使用一个脚本启动完这个集群后,可以像 MySQL 这样,使用一个客户端的命令行工具,指定 IP 和端口连接 OpenMLDB 数据库。连接后会打印一些集群的基本信息,包括版本号等信息。
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OpenMLDB 0.4.0 单机版快速上手 | 执行标准 SQL
连接上以后,我们就可以使用标准的 SQL 语句了。
PPT 左边列举了我们已经支持的 SQL 语句,在我们的文档网站中可以看到更详细的介绍。基础的 SQL,如 DML、DDL 等语句都已经支持了,SELECT INTO 和各种 SELECT 子查询语句也是可以支持的。
右边就是一些执行 SQL 命令的截图。使用数据库一般的使用流程就是:
创建一个数据库,然后 Use 数据库,后面的 SQL 操作就会在默认的 DB 上完成;
我们可以 Create table,这也是遵循标准这种 ANSI SQL 语法的。但相比于标准 SQL,我们在创建表的时候,还可以做索引和时间列的指定;
通过 Show tables,看到已经创建好的 table。
我们也支持标准的 SQL 插入语句,把单条数据插入到数据库表里面,通过 select 语句可以查询,这是 OpenMLDB 作为一个最基础的在线数据库提供的一些功能。
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OpenMLDB 0.4.0 集群版快速上手 | 启动集群版 OpenMLDB 数据库
那么接下来我会介绍集群版。集群版的启动方法跟单机版类似,我们会提供一个 star-all 脚本。集群版相比于单机版,有高可用以及多组件的特点。
首先它的组件会更多,除了我们会启动前面提到的的 tablet,name server 和 api server 以外,我们为了实现高可用,默认会启动两个 tablet,以保证所有的数据至少是两备份的。
用户可以在配置文件里面配置数据的备份数,以及集群的规模。
很重要的一点是,在 0.4.0 版本支持了离线的任务管理,因此也会增加一个叫 task manager 的高可用任务管理模块。ppt 右边是一个基础的架构图,除了 OpenMLDB 本身以外,高可用的实现目前依赖一个 ZooKeeper 集群。OpenMLDB 的一些基础的元数据,包括主节点服务还有需要持久化的信息会存储到 ZK 上面,name server 启动后把自己的高可用地址注册到 ZK 上,tablet 会通过 ZK 来连接主 name server 已经监听一些元数据的更新。
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OpenMLDB 0.4.0 集群版快速上手 | 集群版 OpenMLDB 配置文件
集群版的部署会相对复杂,它新增了 task manager 模块,大家也可以简单看一下技术组件的配置文件,其中比较重要的是,大部分组件都需要配置 ZooKeep 的 IP 和路径,保证所有的组件都是连接到同一个 ZooKeep 上,通过 Zab 协议实现高可用的元数据管理,来保证整个集群的高可用。
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OpenMLDB 0.4.0 集群版快速上手 | 使用集群版 OpenMLDB 客户端
使用集群版的客户端跟单机版稍微有一点区别,在使用 OpenMLDB 命令行客户端的时候,它不再是直接指定 name server 的 IP 和端口,因为 name server 也是高可用的,它的 IP 端口在 Failover 时可能会变,所以我们在启动的时候,需要配置 ZK 的信息,启动后会打印更多集群版相关的一些配置和版本信息等。
它的使用方法跟单机版是类似的,我们可以通过前面提到的 SQL 语句,你可以把它当成一个超高性能的,基于全内存的时序数据库,或者是支持 SQL 的数据库来使用。
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OpenMLDB 0.4.0 集群版快速上手 | 使用集群版 OpenMLDB 高级功能
集群版还有一些更高级的功能,这里给大家介绍两个:
1.离线模式和在线模式。 这是集群版特有的功能,因为单机版所有的计算都是在单机上,所以不会区分在线模式和离线模式。集群版支持对于 HDFS 等海量数据的存储,离线计算底层目前也是基于 Spark 来做的。那么离线模式和在线模式怎么使用的呢?
我们支持一个标准 SQL 的 Set 语句,然后可以看到当前的 execute_mode 是 online 的,online 的时候我们执行的 SQL 语句,都是通过在线模式执行的,也就是去查内存的数据。
通过 set @SESSION.exexute_mode = "offline",就可以把模式切换成离线了。
可以看到当前模式是 offline,offline 模式的 SQL 查询就不是去内存里面查了,因为在真实的场景里面,比如风控或者团伙欺诈识别,离线数据可能是海量的,可能是几 T 到几百 T 的规模。SQL 查询肯定不是交互能马上返回结果的,而且这个查询结果也不可能完全放在某一个节点做聚合。所以在离线模式下,我们会把 SQL 的查询当成一个任务。可以看到任务的基本信息,包含任务 ID、任务类型、任务状态等等。
在执行完 SQL 以后,0.4.0 版本会提供一些命令,比如 Show jobs,查看任务的状态,查看日志信息等等,来实现这种离线的任务管理。这部分管理功能也集成到了 CLI 命令行之中。
2. 部署 SQL 到线上服务。 这是集群版和单机版都支持的。这点是其他在线数据库不支持的。用户在创建完数据库和数据库表以后,对于某一个做完特征抽取的 SQL,科学家认证比较有效后,可以通过 Deploy 命令来上线,然后再通过 SHOW DEPLOYMENT 就可以看到我们已经部署的服务,这有点类似在 SQL 里面的一个存储过程,每一个 Deployment 都对应一个可上线的 SQL。我们作为用户使用线上服务的时候,它可以通过 deploy 的名字来做在线 SQL 的执行,这点跟我们的存储过程是类似的。
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【03 | Workshop - 快速搭建全流程线上 AI 应用】
最后,我会通过一个 workshop,带大家快速地从命令行开始,从头搭建一个全流程的线上 AI 应用。
应用场景
这是我们演示的场景,一个 Kaggle 的竞赛,叫 New Your City Taxi Trip Duration,一个预估行程时间的机器学习场景。我们会下载比赛提供的一个计程车历史行程数据,开发者或者建模科学家需要根据这些数据,使用机器学习的方法,来预估新给出的测试集来预估行程时间。训练数据并不大,一共是 11 列,大概是 100 多万行,它的特点是包含了 Timestamp 的时序数据,对于行程预估场景时序数据是比较重要的。我们需要根据每个出租车行驶的历史记录,还有前序的一些特征,来做最终行程时间的预估。
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OpenMLDB 0.4.0 技术方案
这次演示使用基于 OpenMLDB 0.4.0 的技术方案,这里先汇总了一下:
特征抽取语言:使用的是科学建模科学家最熟悉的 SQL 语言;
模型训练框架:这个例子里面使用的是 LightGBM,当然大家如果想使用 TF 或者 PyTorch 也是可以支持的;
离线存储引擎:使用本地的文件存储,因为它样本的数据量其实并不大,只有 100 多万行,可能就是几十兆的数据,在实际场景中,机器学习的样本可能会更大更复杂,那么 OpenMLDB 也是可以支持 HDFS 存储的;
在线存储引擎:使用 OpenMLDB 的高性能时序存储,一个基于多级跳表数据结构的内存存储;
在线预估服务:使用的是 OpenMLDB 自带的 API server,提供的是标准的 Restful 接口和 RPC 的接口。
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第一步:运行 OpenMLDB 镜像
接下来就大家来演示一下,我们在使用 OpenMLDB 建模的时候,首先需要搭建一个 OpenMLDB 数据库运行环境。
OpenMLDB 本身提供了一个测试的 demo 镜像,OpenMLDB 的底层实现是基于 c++的,本身会比较稳定和易安装。我们在使用 OpenMLDB 的时候,可以使用我们在 GitHub 上提供的官方 docker 镜像。mac 环境或者 Linux 环境也可以直接下载我们的源代码,本地编译和执行。
执行完就进入了该容器,截图就是它完整的 docker file 内容。为了 demo 演示,我们多安装了一些库,比如 pandas,python,大家使用的时候只需要安装镜像和 Binary,就可以通过一个脚本把 Binary 下载下来,并启动服务端和客户端了。镜像的内容也是非常干净的,不需要去下载一些额外的组件。
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第二步:启动 OpenMLDB 集群
第二步就是启动 OpenMLDB 集群,可以使用 init.sh(我们封装好的一个脚本),或者 OpenMLDB 项目里面提供的 start 脚本,也可以直接用自己编译的 Binary 来启动。
因为我们这次演示的集群版的完整功能,所以我们会先启动 ZooKeeper 服务,并启动我们依赖的一些组件,像 tablet、name server、API server 和 task manager。只要把这几个组件启动以后,我们就拥有了集群版 OpenMLDB 的功能。大家如果感兴趣,也可以看 sh 脚本的内容,init.sh 也会支持单机版和集群版,我们使用集群版会多启动了一个 ZooKeeper,以及所有的 OpenMLDB 的组件。
组件的启动其实也是非常简单的,就是 start-all 的脚本内容。我们会定义很多个组件,并做一个循环,把每一个组件都单独起起来。这些组件的启动是通过 OpenMLDB c++项目编译出来的一个 binary,当然不同平台要在对应的平台上编译出来,然后使用一个 mon 工具把它启动起来就可以了。
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第三步:创建数据库和数据表
服务已经启动后,我们可以用一个类似 MySQL 的客户端做连接。只要配置好 ZK 的地址,就能自动找到 name server 的地址,进入到数据库的里面,此时,就可以执行大部分标准的 SQL 语句了。
这里为了演示我们计程车端到端的机器学习建模流程,我们将:
先创建一个测试用的 DB,create database,然后再 use database;
此时通过 show databases 命令就可以看到 database 已经创建好了;
然后我们在 database 里面创建一个表,因为还没开始做离线模型训练,我们无法提前知道表需要建什么索引,所以我们支持用户不指定索引来创建表。现在可以看到表大概有十一列,然后这个表对应的就是 Kaggle 比赛的数据集,他提供的 11 列的数据类型,其中包括多列 timestep 类型的数据。
此时可以看到 create successfully 了,表已经创建好了,叫 t1。
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第四步:导入离线数据
第 4 步我们就需要开始导入离线数据了,把 Kaggle 竞赛里面提供的训练数据导入进来,目前支持多种数据格式的导入,包括 parquet 格式和 csv 格式。
为了进行离线的数据导入,我们需要把当前的执行模式切换成离线,然后通过 load data 语句然后来进行。
为什么要切换成离线呢? 如果没有切换成离线的话,此时的数据导入就会变成在线数据导入。如果离线数据量特别大,或者数据是从 HDFS 导入的,那么全部数据导到我们的在线的内存存储是不靠谱的,所以把执行模式切换成离线非常重要。
然后执行一个导入的 SQL,这个 SQL 会提交一个任务,通过 show jobs 就可以看到这个任务的状态,它是一个 ImportOfflineData 的一个任务,大概几秒钟这个任务就已经完成了,数据就已经导入了进来。我们重新看一下数据库,可以看到在刚刚导入的时候,是还没有导入离线数据的,没有离线的这些地址的。在离线导入成功以后,表的属性里面就会包含离线的信息,它表示离线的数据已经导入到当前的某个路径上,可以看到这个数据文件也正确导入了。
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第五步:使用离线数据进行特征抽取
我们继续刚刚的演示,先把模式切换成离线。离线数据导入以后,就可以进行离线的特征抽取,这个步骤不同的建模场景花费的时间不同,需要有建模科学家来选择需要抽取需要什么特征,然后去不断地调整特征抽取的 SQL 脚本。
接下来我们可以使用 over window 滑动窗口来做时序特征,去求它的 min、max 等聚合值,也可以取单行的特征,对某一行做一个单行的计算。
最后 SQL 执行完以后,我们要把特征抽取后的样本数据存放到一个位置,可以让它导出到本地的某个路径,如果说数据量比较大,也可以导出到一个 HDFS 分布式存储里面。
此时可以看到这个任务执行成功了,通过 show jobs 就可以看到 job ID 是 2,job 的状态从最开始的 submitted 变成了 running,因为它在分布式地执行,虽然不是一个很复杂的 SQL,但是它的数据来自 t1 离线数据。在真实的离线特征抽取里面,数据量可能非常大,不可能在本地内存里面完成 SQL 的计算,所以我们会把这个任务提交到一个本地或者 yarn 上的 Spark 去执行。
大家可以看到这个状态已经变成了 finished,说明这个数据已经导出成功了。刚刚我们的 SQL 语句指定了导出路径,在命令行看到样本数据已经正确导出了。为了支持更多的训练框架,除了默认支持的 csv 格式还支持其他样本格式,这个数据文件的内容就是通过刚刚的 SQL 语句产生的样本数据,
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第六步:使用样本数据进行模型训练
这个样本数据就可以使用开源的机器学习框架来做训练,这里使用我们的 train 脚本,大家也可以简单看一下它的内容,首先它引入了 lightgbm 第三方库,前面需要你输入刚刚指定的特征文件路径,以及它需要导出的模型的路径。
然后前面是对样本数据做一个整合,把多个 csv 文件整合成单个 csv 文件,然后通过 panda 把 csv 的特征读出来。下面是建模用户非常熟悉的机器学习建模脚本:
首先是对样本进行训练集合、预估集的拆分,把他的 label 列提取出来;
把 python 的 dataset 传进去,并配置一下我们使用的机器学习模型,像 GBDT 或者决策树、DNN 模型都可以;
使用 lightgbm 的 train 函数就可以开始训练了。
这个脚本也可以替换成任何 TensorFlow、PyTorch 或者是 oneflow 等开源机器学习框架的训练脚本。我们执行这个脚本,因为它的样本数据并不是很多,所以他很快就把新的模型训练完并导出到输出路径上,后续我们就可以使用这个模型做模型上线了。但是大家一定要考虑到我们模型上线并不只是 model 的 influence,我们的输入数据是 Kaggle 提供的原始数据,所有的端到端机器学习流程一定是包括特征抽取,还有模型的 influence 的。
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第七步:部署 SQL 上线
我们需要使用 OpenMLDB 提供的一个高性能的在线特征计算功能,把刚刚做的建模的 SQL 上线。我们从客户端重新进入 OpenMLDB 数据库里面,切换它的默认 DB,SQL 的部署跟前面的 SQL 离线特征计算是一样的,此时,并不需要对某一个特征做特殊的开发,我们只需要使用相同的 SQL 语句,前面加上 deploy 语句,就可以做 SQL 上线了。deploy 的时候它会对某些键做分区,对时间列做排序,我们会对这些键分别提前建好索引,对这些数据进行按照索引来排列存储。
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第八步:导入在线数据到 OpenMLDB
Deploy 完以后就可以做在线预估了,预估的时候我们肯定是希望实现在线预估的,因为我们做的特征是这种时序窗口特征,我们希望每个特征计算的时候,大家都可以根据前一天的窗口来做 min 或者 max 的聚合,所以我们一般会进行一个蓄水的操作,就是把一些线上数据导入到在线的数据库里面。在线的导入也是一个分布式的任务,我们执行完以后就可以看到提交了一个 job,job 目前也运行得很快,在本地环境里它的性能是非常好的,可以看到这个 job3 已经完成了,数据已经导入了。
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第九步:启动 HTTP 预估服务和在线预估
有了导入后的在线数据,第 9 步我们就可以启动预估服务做在线预估了。预估服务包装了一下,有个叫 start predict server 的脚本,这个脚本是我们封装的一个很简单的 Python HTTP server,HTTP server 就会把一些客户端数据包装请求到 API server,最后会打印结果。原始数据进来以后,通过特征计算得到样本数据,并且会去加载刚刚模型训练得到的 LightGBM 模型,要使用模型来接收在线返回的特征样本,然后再把这个预估结果给返回出去。
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第十步:进行在线特征抽取计算
我们先启动 predict server,最后一步就是做在线的 predict。
在线的 predict 是我们封装的一个脚本,这个脚本就是一个 HTTP 的 client,会把我们提供的原始数据列(这些输入包括字符串类型数据,不是特征抽取后的样本)作为参数传入,通过 Python 直接执行,这里执行得很快,单次在线的特征抽取可以做到 10 毫秒以内。
这个执行速度是如何做到的呢? 这跟我们用户建模的 SQL 复杂度有关,像这种简单的特征,数据量比较小的话,甚至可以做到 1 毫秒以内,纯特征计算的时间,加上模型预估的时间,用户几乎没有感知就马上返回了。这里分别是通过我们 SQL 语句来做的特征样本在线的样本,然后这个是经过 lightgbm 返回的一个模型预估后的数据。
有些人可能觉得这跑几个脚本好像也没什么,你只是做了一些 SQL 的计算而已,我去 MySQL 里面查这个数据,好像也可以做到几十毫秒或者 100 毫秒以内返回。区别是什么呢?
像刚刚有观众提到的 Feature store 也可以支持这种特征存储,然后它也可以支持简单的特征计算,例如你传一个特征, trip_duration 可能是 10,然后你的特征是对它做归一化或者给它做一个变换,这种其实都是单行的特征,显然单行的特征性能是非常高的,无论是用 Python 还是 c++来实现,你对于一个原始数据做一个乘法做一个加法,几乎就只需要一次 CPU 计算。
而我们支持的特征其实是一个滑动窗口的时序聚合特征,在计算输入的某一行数据时,计算的并不是只对这一行做一个数值计算,你需要从数据库里面去把这一行它一天以前的所有的数据给拿出来,然后根据 ROWS BETWEEN 或者 RANGE BETWEEN 的这种窗口定义语法,去做窗口的滑动,然后对窗口内的数据再做一个聚合。我们 10 毫秒以内的性能其实是对于这两个特征,然后分别做不同的聚合得到的结果。
如果不是使用专门的时序数据库,例如我们是从 MySQL 里面去获取它的当前行数据的前一天的所有的数据,可能窗口数据获取就要超过 100 毫秒,我们可以做到窗口数据获取,还有窗口特征计聚合计算以及最后的模型预估,整体时间都可以控制到 10 毫秒到 20 毫秒以内,这个是跟我们的存储架构设计是密不可分的,也是我们 OpenMLDB 跟其他的这种 OLTP 数据库的区别。最后我们就可以得到一个预估的结果。
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上线全流程 AI 应用总结
那么总结一下上线全流程 AI 应用的 10 个步骤,其实前面都比较简单,就是启动 openMLDB 集群,创建数据库,创建表,然后进行离线数据导入和离线的特征计算。当特征抽取的 SQL 没问题以后,我们就可以做 SQL 的上线了,上线后会启动一个支持 http 的预估服务,然后进行一个预估。在 0.4.0 版本中,几乎所有步骤都可以在 SQL 的命令行上执行和支持。未来我们也计划去支持基于命令行的在线特征抽取,甚至可以在命令行上拓展 SQL 语法来支持在命令行上做模型的训练等。
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最后简单总结一下本次分享,首先给大家介绍的是 OpenMLDB 0.4.0 全流程的一些新特性,以及单机和集群版的快速上手,最后通过一个 Kaggle 比赛场景来给大家演示一下,怎么使用 OpenMLDB 快速搭建一个能够上线的 AI 应用。
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