Cómo depurar problemas con la programación de tareas

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En este instructivo, se te guiará para diagnosticar y solucionar problemas de programación y análisis de tareas que generan fallas en el programador, errores de análisis y latencia, y fallas en las tareas.

Introducción

El programador de Airflow se ve afectado principalmente por dos factores: la programación de tareas y el análisis de DAG. Los problemas en uno de esos factores pueden tener un impacto negativo en la salud y el rendimiento del entorno.

En ocasiones, se programan demasiadas tareas a la vez. En esta situación, la fila se llena y las tareas permanecen en el estado “programado” o se vuelven a programar después de estar en fila, lo que puede causar fallas en las tareas y latencia de rendimiento.

Otro problema común es la latencia de análisis y los errores causados por la complejidad de un código de DAG. Por ejemplo, un código DAG que contenga variables de Airflow en la parte superior puede generar retrasos en el análisis, sobrecarga de la base de datos, programación las fallas y los tiempos de espera del DAG.

En este instructivo, diagnosticarás los DAG de ejemplo y aprenderás a solucionar problemas de programación y análisis, mejorar la programación del DAG y optimizar tu código DAG y las configuraciones del entorno para mejorar el rendimiento.

Objetivos

En esta sección, se enumeran los objetivos de los ejemplos de este instructivo.

Ejemplo: Falla en el funcionamiento del programador y latencia causadas por la simultaneidad de tareas alta

  • Subir el DAG de muestra que se ejecuta varias veces de forma simultánea y realizar un diagnóstico el mal funcionamiento del programador y problemas de latencia con Cloud Monitoring.

  • Para optimizar tu código DAG, consolida las tareas y evalúa el impacto en el rendimiento.

  • Distribuye las tareas de manera más uniforme a lo largo del tiempo y evalúa el rendimiento impacto.

  • Optimiza tus parámetros de configuración de Airflow y los parámetros de configuración del entorno y evaluar el impacto.

Ejemplo: errores de análisis de DAG y latencia causados por un código complejo

  • Sube el DAG de muestra con las variables de Airflow y diagnostica los problemas de análisis con Cloud Monitoring.

  • Para optimizar el código DAG, evita las variables de Airflow en el nivel superior de el código y evaluar su impacto en el tiempo de análisis.

  • Optimizar los parámetros de configuración y los parámetros de configuración del entorno de Airflow y evaluar el impacto en el tiempo de análisis.

Costos

En este instructivo, se usan los siguientes componentes facturables de Google Cloud:

Cuando finalices este instructivo, puedes borrar los recursos creados para evitar que se te siga facturando. Para obtener más información, consulta Cómo realizar una limpieza.

Antes de comenzar

En esta sección, se describen las acciones necesarias antes de comenzar el instructivo.

Crea y configura un proyecto

Para este instructivo, necesitas Google Cloud proyecto. Configura el proyecto de la siguiente manera:

  1. En la consola de Google Cloud, selecciona o crea un proyecto:

    Ir al Selector de proyectos

  2. Asegúrate de tener habilitada la facturación para tu proyecto. Obtén más información para verificar si la facturación está habilitada en un proyecto.

  3. Asegúrate de que el usuario de tu proyecto de Google Cloud tenga los siguientes roles para crear los recursos necesarios:

    • Administrador de objetos de almacenamiento y entorno (roles/composer.environmentAndStorageObjectAdmin)
    • Administrador de Compute (roles/compute.admin)

Habilita las API para tu proyecto.

Enable the Cloud Composer API.

Enable the API

Crea tu entorno de Cloud Composer

Crea un entorno de Cloud Composer 2.

Como parte de la creación del entorno, otorgas la extensión de agente de servicio de la API de Cloud Composer v2 (roles/composer.ServiceAgentV2Ext) para el agente de servicio de Composer de servicio predeterminada. Cloud Composer usa esta cuenta para realizar operaciones en tu proyecto de Google Cloud.

Ejemplo: El programador funciona mal y la tarea falla debido a problemas de programación

En este ejemplo, se muestra el mal funcionamiento del programador y la latencia causada por la depuración debido a la alta simultaneidad de tareas.

Sube el DAG de muestra a tu entorno

Sube el siguiente DAG de muestra al entorno que creaste en los pasos anteriores. En este instructivo, este DAG se llama dag_10_tasks_200_seconds_1

Este DAG tiene 200 tareas. Cada tarea espera 1 segundo y muestra el mensaje "Complete!". El DAG se activa automáticamente una vez que se sube. Cloud Composer ejecuta este DAG 10 veces, y todas las ejecuciones de DAG se realizan en paralelo.

import time
from datetime import datetime, timedelta

from airflow import DAG
from airflow.decorators import task


tasks_amount = 200
seconds = 1
minutes = 5

with DAG(
    dag_id=f"dag_10_tasks_{tasks_amount}_sec_{seconds}",
    start_date=datetime(2023, 11, 22, 20, 0),
    end_date=datetime(2023, 11, 22, 20, 49),
    schedule_interval=timedelta(minutes=minutes),
    catchup=True,
) as dag:

    @task
    def create_subtasks(seconds: int) -> None:
        time.sleep(seconds)

    for i in range(tasks_amount):
        create_subtasks(seconds)

Diagnostica los problemas de funcionamiento incorrecto del programador y de fallas de tareas

Una vez que se complete la ejecución del DAG, abre la IU de Airflow y haz clic en el DAG dag_10_tasks_200_seconds_1. Verás que se ejecutaron 10 ejecuciones de DAG correctamente, y cada uno tiene 200 tareas correctas.

Revisa los registros de tareas de Airflow:

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  2. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  3. Ve a la pestaña Registros y, luego, a Todos los registros > Registros de Airflow > Trabajadores > Ver en el Explorador de registros.

En el histograma de registros, puedes ver los errores y las advertencias indicados con rojo. y naranja:

El histograma de los registros del trabajador de Airflow con errores y advertencias
    indicado con colores rojo y naranja
. Figura 1: Histograma de registros de trabajador de Airflow (haz clic para ampliar)

El DAG de ejemplo generó alrededor de 130 advertencias y 60 errores. Haz clic en cualquier columna que contenga barras amarillas y rojas. Verás algunas de las siguientes advertencias y errores en los registros:

State of this instance has been externally set to success. Terminating
instance.

Received SIGTERM. Terminating subprocesses.

worker: Warm shutdown (MainProcess).

Estos registros pueden indicar que el uso de recursos superó los límites y que el trabajador se reinició.

Si una tarea de Airflow se mantiene en la cola durante demasiado tiempo, el programador la marca como fallida y up_for_retry, y la reprogramará una vez más para su ejecución. Una forma de observar los síntomas de esta situación gráfico con la cantidad de tareas en cola y si los picos de este gráfico no en alrededor de 10 minutos, entonces es probable que las tareas fallen (sin registros).

Revisa la información de supervisión:

  1. Ve a la pestaña Monitoring y selecciona Overview.

  2. Revisa el gráfico Tareas de Airflow.

    Gráfico de tareas de Airflow a lo largo del tiempo, que muestra un aumento repentino en la cantidad de tareas en cola
    . Figura 2: Gráfico de tareas de Airflow (haz clic para ampliar)

    En el gráfico de tareas de Airflow, hay un aumento repentino en las tareas en cola que dura más de 10 minutos, lo que podría significar que no hay suficientes recursos en tu entorno para procesar todas las tareas programadas.

  3. Revisa el gráfico Trabajadores activos:

    El gráfico de trabajadores activos de Airflow a lo largo del tiempo muestra que la cantidad de trabajadores activos aumentó hasta el límite máximo.
    . Figura 3: Gráfico de trabajadores activos (haz clic para agrandar)

    El gráfico Trabajadores activos indica que el DAG activó el ajuste de escala automático al límite máximo permitido de tres trabajadores durante la ejecución del DAG.

  4. Los gráficos de uso de recursos pueden indicar la falta de capacidad en los trabajadores de Airflow para ejecutar tareas en cola. En la pestaña Supervisión, selecciona Trabajadores y Consulta los gráficos Uso total de CPU de trabajadores y Uso total de memoria de trabajadores.

    El gráfico del uso de la CPU por parte de los trabajadores de Airflow muestra que el uso de la CPU aumenta hasta el límite máximo.
    Figura 4: Gráfico del uso de CPU total de trabajadores (haz clic para ampliar)
    El gráfico del uso de memoria por parte de los trabajadores de Airflow muestra que el uso de memoria aumenta, pero no alcanza el límite máximo.
    Figura 5: Gráfico del uso de memoria del total de trabajadores (haz clic para ampliar)

    Los gráficos indican que la ejecución de demasiadas tareas de forma simultánea resultó en alcanzar el límite de la CPU. Estos recursos se habían usado por más de 30 minutos, incluso más que la duración total de 200 tareas de 10 Ejecuciones de DAG que se ejecutan una por una.

Estos son los indicadores de que la cola se está llenando y de la falta de recursos para procesar todas las tareas programadas.

Consolida tus tareas

El código actual crea muchos DAG y tareas sin recursos suficientes para procesar todas las tareas en paralelo, lo que da como resultado que la cola se llene. Dejar tareas en cola durante demasiado tiempo puede hacer que estas se reprogramen o fallen. En tales casos, debes elegir una cantidad menor de tareas más consolidadas.

En el siguiente DAG de muestra, se cambia la cantidad de tareas del ejemplo inicial de 200 a 20 y aumenta el tiempo de espera de 1 a 10 segundos para imitar y consolidadas que realizan la misma cantidad de trabajo.

Sube el siguiente DAG de muestra al entorno que creaste. En este instructivo, este DAG se llama dag_10_tasks_20_seconds_10.

import time
from datetime import datetime, timedelta

from airflow import DAG
from airflow.decorators import task


tasks_amount = 20
seconds = 10
minutes = 5

with DAG(
    dag_id=f"dag_10_tasks_{tasks_amount}_sec_{seconds}",
    start_date=datetime(2021, 12, 22, 20, 0),
    end_date=datetime(2021, 12, 22, 20, 49),
    schedule_interval=timedelta(minutes=minutes),
    catchup=True,
) as dag:

    @task
    def create_subtasks(seconds: int) -> None:
        time.sleep(seconds)

    for i in range(tasks_amount):
        create_subtasks(seconds)

Evalúa el impacto de las tareas más consolidadas en los procesos de programación:

  1. Espera hasta que se completen las ejecuciones del DAG.

  2. En la IU de Airflow, en la página DAG, haz clic en dag_10_tasks_20_seconds_10 DAG. Verás 10 ejecuciones de DAG, cada una con 20 tareas que se completaron correctamente.

  3. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  4. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  5. Ve a la pestaña Registros y, luego, a Todos los registros > Registros de Airflow > Trabajadores > Ver en el Explorador de registros.

    El segundo ejemplo con tareas más consolidadas generó aproximadamente 10 advertencias y 7 errores. En el histograma, puedes comparar la cantidad de errores y advertencias en el ejemplo inicial (valores anteriores) y en el segundo ejemplo (valores posteriores).

    El histograma de los registros de los trabajadores de Airflow con errores y advertencias muestra la disminución de la cantidad de errores y advertencias después de que se consolidaron las tareas.
    Figura 6: Histograma de registros del trabajador de Airflow después de que se consolidaron las tareas (haz clic para ampliar)

    Si comparas el primer ejemplo con el más consolidado, puedes vea que hay muchos menos errores y advertencias en la segunda ejemplo. Sin embargo, los mismos errores relacionados con el cierre tibio siguen apareciendo en los registros debido a la sobrecarga de recursos.

  6. En la pestaña Supervisión, selecciona Trabajadores y revisa los gráficos.

    Cuando comparas el gráfico de tareas de Airflow del primer ejemplo (valores anteriores) con el gráfico del segundo ejemplo con tareas más consolidadas, puedes ver que el aumento repentino en las tareas en cola duró un período más corto cuando las tareas estaban más consolidadas. Sin embargo, duró cerca de 10 minutos, lo cual sigue siendo subóptimo.

    El gráfico de tareas de Airflow a lo largo del tiempo muestra que el aumento repentino de las tareas de Airflow duró un período más corto que antes.
    Figura 7: Gráfico de tareas de Airflow después de que se consolidaron las tareas (haz clic para ampliar)

    En el gráfico de trabajadores activos, puedes ver el primer ejemplo (a la izquierda). parte del gráfico) usaron recursos por un período de tiempo mucho más prolongado que el segundo, aunque ambos ejemplos imitan la misma cantidad de el trabajo.

    En el gráfico de trabajadores de Airflow activos a lo largo del tiempo, se muestra que
    aumentó la cantidad de trabajadores activos por un período más corto
    que antes.
    . Figura 8: Gráfico de trabajadores activos después de Se consolidaron las tareas (haz clic para ampliar)

    Revisa los gráficos de consumo de recursos de los trabajadores. Aunque la diferencia entre los recursos usados en el ejemplo con tareas más consolidadas y En el ejemplo inicial es bastante significativo, el uso de la CPU sigue aumentando hasta el 70% del límite.

    El gráfico del uso de CPU por parte de los trabajadores de Airflow muestra el uso de la CPU
    aumentando hasta un 70% del límite máximo
    . Figura 9: Gráfico del uso total de CPU de los trabajadores después de que se consolidaron las tareas (haz clic para ampliar)
    El gráfico del uso de memoria por parte de los trabajadores de Airflow muestra que el uso de memoria aumenta, pero no alcanza el límite máximo.
    Figura 10: Gráfico del uso total de la memoria de los trabajadores después de que se consolidaron las tareas (haz clic para ampliar)

Distribuye las tareas de forma más uniforme en el tiempo

Si hay demasiadas tareas simultáneas, se llenará la cola, lo que genera tareas que quedan atascadas en la cola o reprogramadas. En los pasos anteriores, reduciste la cantidad de tareas consolidándolas. Sin embargo, los registros de salida y la supervisión indicaron que la cantidad de tareas simultáneas aún es poco óptima.

Puedes controlar la cantidad de ejecuciones de tareas simultáneas implementando un programa o estableciendo límites para la cantidad de tareas que se pueden ejecutar de forma simultánea.

En este instructivo, distribuirás las tareas de manera más uniforme con el tiempo agregando parámetros a nivel del DAG al DAG dag_10_tasks_20_seconds_10:

  1. Agrega el argumento max_active_runs=1 al administrador de contexto de DAG. Este argumento establece un límite de solo una instancia de una ejecución de DAG en un momento determinado.

  2. Agrega el argumento max_active_tasks=5 al administrador de contexto de DAG. Este argumento controla la cantidad máxima de instancias de tareas que pueden ejecutarse simultáneamente en cada DAG.

Sube el siguiente DAG de muestra al entorno que creaste. En este instructivo, este DAG se llama dag_10_tasks_20_seconds_10_scheduled.py.

import time
from datetime import datetime, timedelta

from airflow import DAG
from airflow.decorators import task


tasks_amount = 20
seconds = 10
minutes = 5
active_runs = 1
active_tasks = 5


with DAG(
    dag_id=f"dag_10_tasks_{tasks_amount}_sec_{seconds}_runs_{active_runs}_tasks_{active_tasks}",
    start_date=datetime(2021, 12, 22, 20, 0),
    end_date=datetime(2021, 12, 22, 20, 49),
    schedule_interval=timedelta(minutes=minutes),
    max_active_runs=active_runs,
    max_active_tasks=active_tasks,
    catchup=True,
) as dag:

    @task
    def create_subtasks(seconds: int) -> None:
        time.sleep(seconds)

    for i in range(tasks_amount):
        create_subtasks(seconds)

Evalúa el impacto de distribuir tareas a lo largo del tiempo en los procesos de programación:

  1. Espera a que se completen las ejecuciones de DAG.

  2. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  3. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  4. Ve a la pestaña Registros y, luego, a Todos los registros > Registros de Airflow > Trabajadores > Ver en el Explorador de registros.

  5. En el histograma, puedes ver que el tercer DAG con una cantidad limitada las tareas y ejecuciones activas no generaron advertencias ni errores, y el de registros se ve más uniforme en comparación con los valores anteriores.

    El histograma de los registros de los trabajadores de Airflow con errores y advertencias no muestra errores ni advertencias después de que las tareas se consolidaron y distribuyeron a lo largo del tiempo.
    . Figura 11: Histograma de registros de trabajadores de Airflow después de que las tareas se consolidaron y distribuyeron a lo largo del tiempo (haz clic para ampliar)

Las tareas del ejemplo de dag_10_tasks_20_seconds_10_scheduled que tienen una cantidad limitada de tareas y ejecuciones activas no causaron presión de recursos porque las tareas se pusieron en cola de manera uniforme.

Después de realizar los pasos descritos, consolidaste tareas pequeñas y las distribuyeste de manera más uniforme con el tiempo para optimizar el uso de recursos.

Optimiza los parámetros de configuración del entorno

Puedes ajustar la configuración de tu entorno para asegurarte de que siempre haya capacidad en los trabajadores de Airflow para ejecutar tareas en cola.

Cantidad de trabajadores y simultaneidad de trabajadores

Puedes ajustar la cantidad máxima de trabajadores. para que Cloud Composer escale automáticamente tu entorno en los límites establecidos.

El parámetro [celery]worker_concurrency define la cantidad máxima de tareas. un solo trabajador puede retomar la lista de tareas en cola. Cambia este parámetro Ajusta la cantidad de tareas que un solo trabajador puede ejecutar al mismo tiempo. Puedes cambiar esta opción de configuración de Airflow si la anulas. De forma predeterminada, la simultaneidad de trabajadores se establece en un mínimo de los siguientes: 32, 12 * worker_CPU, 8 * worker_memory, lo que significa depende de los límites de recursos de los trabajadores. Consulta Optimiza entornos para obtener más información sobre la configuración valores de simultaneidad de los trabajadores.

La cantidad de trabajadores y la simultaneidad de los trabajadores funcionan en combinación entre sí, y el rendimiento de tu entorno depende en gran medida de ambos parámetros. Puedes tener en cuenta las siguientes consideraciones para elegir la combinación correcta:

  • Varias tareas rápidas que se ejecutan en paralelo. Puedes aumentar la simultaneidad de los trabajadores cuando hay tareas en espera en la cola y tus trabajadores usan un porcentaje bajo de sus CPUs y memoria al mismo tiempo. Sin embargo, en la en ciertas circunstancias, es posible que la cola nunca se llene, lo que provoca que el ajuste de escala automático nunca se activará. Si las tareas pequeñas terminan de ejecutarse cuando los trabajadores nuevos están listos, un trabajador existente puede retomar las tareas restantes y no habrá tareas para los trabajadores creados recientemente.

    En estas situaciones, se recomienda aumentar la cantidad mínima de trabajadores y aumentar la simultaneidad de los trabajadores para evitar una escala excesiva.

  • Varias tareas largas que se ejecutan en paralelo. La alta simultaneidad de los trabajadores prevente que el sistema escale la cantidad de trabajadores. Si varias tareas requieren muchos recursos y tardan mucho tiempo en completarse, una alta simultaneidad de trabajadores puede provocar que la cola nunca se llene y que un solo trabajador tome todas las tareas, lo que genera problemas de rendimiento. En estas se recomienda Aumentar la cantidad máxima de trabajadores y disminuir la simultaneidad de trabajadores.

La importancia del paralelismo

Los programadores de Airflow controlan la programación de las ejecuciones de DAG y las tareas individuales desde DAG. La opción de configuración [core]parallelism de Airflow controla cuántas tareas puede poner en cola el programador de Airflow en la cola del ejecutor después de que se cumplen todas las dependencias para estas tareas.

El paralelismo es un mecanismo de protección de Airflow que determina cuántas tareas se pueden ejecutar al mismo tiempo por cada programador, independientemente de la cantidad de trabajadores. El valor de paralelismo, multiplicado por la cantidad de programadores en tu clúster, es la cantidad máxima de instancias de tareas que tu entorno puede poner en cola.

Por lo general, [core]parallelism se establece como un producto de una cantidad máxima de trabajadores y [celery]worker_concurrency. También se ve afectado por el grupo. Puedes cambiar esta opción de configuración de Airflow si la anulas. Para obtener más información sobre cómo ajustar la configuración de Airflow relacionada con el escalamiento, consulta Cómo escalar la configuración de Airflow.

Encuentra las configuraciones de entorno óptimas

La forma recomendada de solucionar los problemas de programación es consolidar las tareas pequeñas en tareas más grandes y distribuirlas de manera más uniforme con el tiempo. Además de optimizar el código DAG, también puedes optimizar la configuración del entorno para que tenga y capacidad para ejecutar varias tareas a la vez.

Por ejemplo, supongamos que consolidas tareas en tu DAG. tanto como sea posible, pero limitando las tareas activas para distribuirlas de manera más uniforme el tiempo no es la solución preferida para tu caso de uso específico.

Puedes ajustar el paralelismo, la cantidad de trabajadores y la simultaneidad de trabajadores. parámetros para ejecutar el DAG dag_10_tasks_20_seconds_10 sin limitar la actividad tareas. En este ejemplo, el DAG se ejecuta 10 veces y cada ejecución contiene 20 tareas pequeñas. Si quieres ejecutarlos todos de forma simultánea, sigue estos pasos:

  • Necesitará un tamaño de entorno más grande, ya que controla el rendimiento. parámetros de la infraestructura administrada de Cloud Composer de tu entorno.

  • Los trabajadores de Airflow deben poder ejecutar 20 tareas de forma simultánea, lo que significa que debes establecer la simultaneidad de los trabajadores en 20.

  • Los trabajadores necesitan suficiente CPU y memoria para manejar todas las tareas. Trabajador la simultaneidad se ve afectada por la CPU y la memoria del trabajador, por lo que deberás al menos worker_concurrency / 12 en CPU y al least worker_concurrency / 8 en la memoria.

  • Deberás aumentar el paralelismo para que coincida con la mayor simultaneidad de trabajadores. Para que los trabajadores puedan recoger 20 tareas de la cola, el programador primero debes programar esas 20 tareas.

Ajusta la configuración de tu entorno de la siguiente manera:

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  2. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  3. Ve a la pestaña Configuración del entorno.

  4. Busca la configuración Recursos > Cargas de trabajo y selecciona Haz clic en Editar.

  5. En la sección Trabajador, en el campo Memoria, especifica el nuevo límite de memoria para los trabajadores de Airflow. En este instructivo, usa 4 GB.

  6. En el campo CPU, especifica el nuevo límite de CPU para los trabajadores de Airflow. En este instructivo, usa 2 vCPU.

  7. Guarda los cambios y espera unos minutos para que los trabajadores de Airflow se reinicien.

A continuación, anula las opciones de configuración de Airflow de paralelismo y simultaneidad de trabajadores:

  1. Ve a la pestaña Anulaciones de configuración de Airflow.

  2. Haz clic en Editar y, luego, en Agregar anulación de configuración de Airflow.

  3. Anula la configuración de paralelismo:

    Sección Clave Valor
    core parallelism 20
  4. Haz clic en Agregar anulación de configuración de Airflow y anula el trabajador. configuración de simultaneidad:

    Sección Clave Valor
    celery worker_concurrency 20
  5. Haz clic en Guardar y espera a que el entorno actualice su configuración.

Vuelve a activar el mismo DAG de ejemplo con los parámetros de configuración ajustados:

  1. En la IU de Airflow, ve a la página DAG.

  2. Busca el DAG dag_10_tasks_20_seconds_10 y bórralo.

    Una vez que se borra el DAG, Airflow verifica la carpeta de DAG en tu en el bucket de tu entorno y lo vuelve a ejecutar automáticamente.

Una vez que se completen las ejecuciones del DAG, revisa el histograma de registros nuevamente. En el diagrama, puedes ver que el ejemplo de dag_10_tasks_20_seconds_10 con tareas más consolidadas no generó errores ni advertencias cuando se ejecutó con la configuración del entorno ajustada. Compara los resultados con los datos anteriores del diagrama, en los que el mismo ejemplo generó errores y advertencias cuando se ejecutaba con la configuración de entorno predeterminada.

El histograma de los registros del trabajador de Airflow con errores y advertencias
        no muestra errores ni una advertencia después de que se configure
        ajustado
Figura 12: Histograma de registros del trabajador de Airflow después de ajustar la configuración del entorno (haz clic para ampliar)

Los parámetros de configuración del entorno y de Airflow tienen un rol esencial la programación de tareas, sin embargo, no es posible aumentar la configuración más allá de ciertos límites.

Te recomendamos que optimices el código de DAG, consolides las tareas y uses la programación para optimizar el rendimiento y la eficiencia.

Ejemplo: errores de análisis y latencia de DAG debido a un código de DAG complejo

En este ejemplo, investigarás la latencia de análisis de un DAG de muestra que imita un exceso de variables de Airflow.

Crea una nueva variable de Airflow

Antes de subir el código de muestra, crea una nueva variable de Airflow.

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  2. En la columna Servidor web de Airflow, sigue el vínculo de Airflow para tu entorno.

  3. Ve a Administrador > Variables > Agregar un registro nuevo.

  4. Configura los siguientes valores:

    • tecla: example_var
    • val: test_airflow_variable

Sube el DAG de muestra a tu entorno

Sube el siguiente DAG de muestra al entorno que creaste en los pasos anteriores. En este instructivo, este DAG se llama dag_for_loop_airflow_variable

Este DAG contiene un bucle for que se ejecuta 1,000 veces e imita un exceso de Variables de Airflow. Cada iteración lee la variable example_var y genera una tarea. Cada tarea contiene un comando que imprime el valor de la variable.

from datetime import datetime
from airflow import DAG
from airflow.operators.bash_operator import BashOperator
from airflow.models import Variable

default_args = {
    'owner': 'airflow',
    'depends_on_past': False,
    'start_date': datetime(2023, 2, 17),
    'retries': 0
}

dag = DAG(
    'dag_for_loop_airflow_variable',
    default_args=default_args,
    catchup=False,
    schedule_interval="@daily"
)

for i in range(1000):
    a = Variable.get('example_var', 'N/A')
    task = BashOperator(
        task_id=f'task_{i}',
        bash_command='echo variable foo=${foo_env}',
        dag=dag,
        env={'foo_env': a}
    )

Diagnostica los problemas de análisis

El tiempo de análisis del DAG es la cantidad de tiempo que tarda el programador de Airflow en leer un archivo DAG y analizarlo. Antes de que el programador de Airflow pueda programar cualquier tarea desde un DAG, el programador debe analizar el archivo DAG para descubrir la estructura el DAG y las tareas definidas.

Si un DAG tarda mucho tiempo en analizarse, esto consume la capacidad del programador y podría reducir el rendimiento de las ejecuciones de DAG.

Para supervisar el tiempo de análisis del DAG, haz lo siguiente:

  1. Ejecuta el comando de la CLI de Airflow dags report en gcloud CLI para ver el tiempo de análisis de todos tus DAG:

    gcloud composer environments run ENVIRONMENT_NAME \
        --location LOCATION \
        dags report
    

    Reemplaza lo siguiente:

    • ENVIRONMENT_NAME: Es el nombre de tu entorno.
    • LOCATION: Es la región en la que se encuentra el entorno.
  2. En el resultado del comando, busca el valor de duración del DAG de dag_for_loop_airflow_variables. Un valor alto puede indicar que este DAG no se implementa de manera óptima. Si tienes varios DAG, en la tabla de resultados, puedes identificar qué DAG tienen un tiempo de análisis prolongado.

    Ejemplo:

    file                | duration       | dag_num | task_num | dags
    ====================+================+=========+==========+=====================
    /dag_for_loop_airfl | 0:00:14.773594 | 1       | 1000     | dag_for_loop_airflow
    ow_variable.py      |                |         |          | _variable
    /airflow_monitoring | 0:00:00.003035 | 1       | 1        | airflow_monitoring
    .py
    
    
  3. Inspecciona los tiempos de análisis del DAG en la consola de Google Cloud:

    1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  4. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  5. Ve a la pestaña Registros y, luego, a Todos los registros > Administrador de procesadores DAG.

  6. Revisa los registros de dag-processor-manager y, luego, identifica posibles problemas.

    Una entrada de registro del DAG de ejemplo muestra que el tiempo de análisis del DAG es de 46.3 segundos.
    . Figura 13: Los registros del administrador del procesador de DAG muestran tiempos de análisis (haz clic para ampliar)

Si el tiempo total de análisis del DAG supera los 10 segundos, es posible que sobrecargado con el análisis del DAG y no puede ejecutarlos de manera efectiva.

Optimiza el código del DAG

Se recomienda evitar el código de Python "de nivel superior" innecesario en tus DAG. Los DAG con muchas importaciones, variables y funciones fuera del DAG introducen tiempos de análisis más largos para el programador de Airflow. Esto reduce el rendimiento y la escalabilidad Cloud Composer y Airflow. El exceso de lectura de variables de Airflow genera un tiempo de análisis largo y una carga alta de la base de datos. Si este código está en un archivo DAG, estas funciones se ejecutan en cada indicador de actividad del programador, lo que puede ser lento.

Los campos de plantillas de Airflow te permiten incorporar valores de las variables de Airflow y las plantillas de Jinja en tus DAG. De este modo, se evita que la ejecución de la función durante las señales de monitoreo de funcionamiento del programador.

Para implementar el ejemplo de DAG de una mejor manera, evita usar variables de Airflow en el código de Python de nivel superior de los DAG. En su lugar, pasa las variables de Airflow operadores a través de una plantilla Jinja, lo que retrasará la lectura del valor hasta la ejecución de la tarea.

Sube la versión nueva del DAG de ejemplo a tu entorno. En este instructivo, este DAG se llama dag_for_loop_airflow_variable_optimized.

from datetime import datetime
from airflow import DAG
from airflow.operators.bash_operator import BashOperator

default_args = {
    'owner': 'airflow',
    'depends_on_past': False,
    'start_date': datetime(2023, 2, 17),
    'retries': 0
}

dag = DAG(
    'dag_for_loop_airflow_variable_optimized',
    default_args=default_args,
    catchup=False,
    schedule_interval='@daily'
)

for i in range(1000):
    task = BashOperator(
        task_id=f'bash_use_variable_good_{i}',
        bash_command='echo variable foo=${foo_env}',
        dag=dag,
        env={'foo_env': '{{ var.value.get("example_var") }}'},
    )

Inspecciona el tiempo de análisis del DAG nuevo:

  1. Espera a que se complete la ejecución del DAG.

  2. Vuelve a ejecutar el comando dags report para ver el tiempo de análisis de todos tus DAG:

    file                | duration       | dag_num | task_num | dags
    ====================+================+=========+==========+=====================
    /dag_for_loop_airfl | 0:00:37.000369 | 1       | 1000     | dag_for_loop_airflow
    ow_variable.py      |                |         |          | _variable
    /dag_for_loop_airfl | 0:00:01.109457 | 1       | 1000     | dag_for_loop_airflow
    ow_variable_optimiz |                |         |          | _variable_optimized
    ed.py               |                |         |          |
    /airflow_monitoring | 0:00:00.040510 | 1       | 1        | airflow_monitoring
    .py                 |                |         |          |
    
  3. Revisa los registros de dag-processor-manager una vez más y analizar la duración del análisis.

    Una entrada de registro del DAG de ejemplo muestra que el tiempo de análisis del DAG es de 4.21 segundos.
    . Figura 14: Los registros del administrador de procesadores del DAG muestran los tiempos de análisis del DAG después de que se optimizó el código del DAG (haz clic para ampliar)

Mediante el reemplazo de las variables de entorno por plantillas de Airflow, simplificaste el código DAG y redujo la latencia de análisis alrededor de diez veces.

Optimiza las configuraciones de entorno de Airflow

El programador de Airflow intenta activar constantemente tareas nuevas y analiza todos los DAG en el bucket de tu entorno. Si tus DAG tienen un tiempo de análisis prolongado y consume muchos recursos, puedes optimizarlo, del programador para usar los recursos de forma más eficiente.

En este instructivo, los archivos DAG tardan mucho tiempo en analizarse y los ciclos de análisis comienzan a superponerse, lo que agota la capacidad del programador. En nuestro ejemplo, el primer DAG de ejemplo tarda más de 5 segundos en analizarse, por lo que configurarás el programador para que se ejecute con menos frecuencia y use los recursos de manera más eficiente. Anularás la opción de configuración de Airflow scheduler_heartbeat_sec. Esta configuración define la frecuencia con la que se debe ejecutar el programador (en segundos). De forma predeterminada, el valor se establece en 5 segundos. Puedes cambiar esta opción de configuración de Airflow si haces lo siguiente: y anularla.

Anula la opción de configuración de Airflow scheduler_heartbeat_sec:

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  2. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  3. Ve a la pestaña Anulaciones de configuración de Airflow.

  4. Haz clic en Editar y, luego, en Agregar anulación de configuración de Airflow.

  5. Anula la opción de configuración de Airflow:

    Sección Clave Valor
    scheduler scheduler_heartbeat_sec 10
  6. Haz clic en Guardar y espera a que el entorno actualice su configuración.

Verifica las métricas del programador:

  1. Ve a la pestaña Monitoring y selecciona Programadores.

  2. En el gráfico Scheduler heartbeat, haz clic en el botón Más opciones (tres puntos) y, luego, en Ver en el Explorador de métricas.

El gráfico de señal de monitoreo de funcionamiento del programador muestra que la señal de monitoreo de funcionamiento ocurre con menos frecuencia.
Figura 15: Gráfico de señal de monitoreo de funcionamiento del programador (haz clic para ampliar)

En el gráfico, verás que el programador se ejecuta con la mitad de frecuencia después de que cambiaste la configuración predeterminada de 5 segundos a 10 segundos. Cuando reduces la frecuencia de los mensajes de estado, te aseguras de que el programador no comience a ejecutarse mientras el ciclo de análisis anterior está en curso y no se agote la capacidad de recursos del programador.

Asignar más recursos al programador

En Cloud Composer 2, puedes asignar más recursos de CPU y memoria a la scheduler. De esta manera, puedes aumentar el rendimiento del programador y y acelerar el tiempo de análisis de tu DAG.

Asigna CPU y memoria adicionales al programador:

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Entornos.

    Ir a Entornos

  2. En la lista de entornos, haz clic en el nombre de tu entorno. Se abrirá la página Detalles del entorno.

  3. Ve a la pestaña Configuración del entorno.

  4. Busca la configuración Recursos > Cargas de trabajo y selecciona Haz clic en Editar.

  5. En la sección Programador, en el campo Memoria, especifica el nuevo límite de memoria. En este instructivo, usa 4 GB.

  6. En el campo CPU, especifica el límite de CPU nuevo. En este usa 2 CPU virtuales.

  7. Guarda los cambios y espera unos minutos para que los programadores de Airflow reiniciar.

  8. Ve a la pestaña Registros y, luego, a Todos los registros > Administrador de procesadores DAG.

  9. Revisa los registros de dag-processor-manager y compara la duración del análisis de los DAGs de ejemplo:

    Una entrada de registro del DAG de muestra muestra que el tiempo de análisis del DAG optimizado es de 1.5 segundos. Para el DAG no optimizado, el tiempo de análisis es de 28.71 segundos
    . Figura 16: Los registros del administrador del procesador de DAG muestran tiempos de análisis después de que se asignaron más recursos al programador (haz clic para ampliar)

Al asignar más recursos al programador, aumentaste la velocidad y redujo la latencia de análisis de manera significativa en comparación con la configuración los parámetros de configuración del entorno. Con más recursos, el programador puede analizar DAG es más rápido, pero los costos asociados con Cloud Composer recursos de nube también aumentarán. Además, no es posible aumentar el recursos más allá de un límite determinado.

Recomendamos asignar recursos solo después del código DAG posible y Se implementaron las optimizaciones de la configuración de Airflow.

Limpia

Para evitar que se apliquen cargos a tu cuenta de Google Cloud por los recursos usados en este instructivo, borra el proyecto que contiene los recursos o conserva el proyecto y borra los recursos individuales.

Borra el proyecto

  1. In the Google Cloud console, go to the Manage resources page.

    Go to Manage resources

  2. In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
  3. In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.

Borra los recursos individuales

Si planeas explorar varios instructivos y guías de inicio rápido, la reutilización de proyectos puede ayudarte a evitar exceder los límites de las cuotas del proyecto.

Borra el entorno de Cloud Composer. También borrar el bucket del entorno durante el procedimiento.

¿Qué sigue?