Criar um pipeline de recursos usando o SDK de criação de modelo

O Adobe Experience Platform permite criar e criar pipelines de recursos personalizados para executar engenharia de recursos em escala por meio do Tempo de execução da estrutura de aprendizado de máquina do Sensei (a seguir denominado "Tempo de execução").

Este documento descreve as várias classes encontradas em um pipeline de recursos e fornece um tutorial passo a passo para a criação de um pipeline de recursos personalizados usando o SDK de criação de modelo no PySpark.

O fluxo de trabalho a seguir ocorre quando um pipeline de recursos é executado:

1. A fórmula carrega o conjunto de dados em um pipeline.
2. A transformação de recursos é feita no conjunto de dados e gravada na Adobe Experience Platform.
3. Os dados transformados são carregados para treinamento.
4. O pipeline de recursos define os estágios com o Regressor de aumento de gradiente como o modelo escolhido.
5. O pipeline é usado para ajustar os dados de treinamento e o modelo treinado é criado.
6. O modelo é transformado com o conjunto de dados de pontuação.
7. Colunas interessantes da saída são selecionadas e salvas novamente em Experience Platform com os dados associados.

Introdução

Para executar uma fórmula em qualquer organização, é necessário:

• Um conjunto de dados de entrada.
• O Esquema do conjunto de dados.
• Um esquema transformado e um conjunto de dados vazio com base nesse esquema.
• Um esquema de saída e um conjunto de dados vazio com base nesse esquema.

Todos os conjuntos de dados acima precisam ser carregados no Platform IU. Para configurar, use o plug-in fornecido pelo Adobe script de inicialização.

Classes de pipeline de recursos

A tabela a seguir descreve as principais classes abstratas que você deve estender para criar um pipeline de recurso:

Quando um trabalho do Pipeline de recurso é iniciado, o Tempo de execução primeiro executa o DataLoader para carregar dados de entrada como um DataFrame e, em seguida, modifica o DataFrame executando o DatasetTransformer, o FeaturePipelineFactory ou ambos. Por fim, o conjunto de dados de recurso resultante é armazenado por meio do DataSaver.

O fluxograma a seguir mostra a ordem de execução do Tempo de execução:

Implementar as classes do pipeline de recursos

As seções a seguir fornecem detalhes e exemplos sobre a implementação das classes necessárias para um Pipeline de recurso.

Definir variáveis no arquivo JSON de configuração

O arquivo JSON de configuração consiste em pares de valores chave e tem como objetivo especificar quaisquer variáveis a serem definidas posteriormente durante o tempo de execução. Esses pares de valor-chave podem definir propriedades, como localização do conjunto de dados de entrada, ID do conjunto de dados de saída, ID do locatário, cabeçalhos de coluna e assim por diante.

O exemplo a seguir demonstra pares de valores chave encontrados em um arquivo de configuração:

Exemplo de configuração JSON

[
    {
        "name": "fp",
        "parameters": [
            {
                "key": "dataset_id",
                "value": "000"
            },
            {
                "key": "featureDatasetId",
                "value": "111"
            },
            {
                "key": "tenantId",
                "value": "_tenantid"
            }
        ]
    }
]

Você pode acessar a configuração JSON por meio de qualquer método de classe que defina config_properties como parâmetro. Por exemplo:

PySpark

dataset_id = str(config_properties.get(dataset_id))

Consulte a pipeline.json arquivo fornecido pelo Data Science Workspace para obter um exemplo de configuração mais detalhado.

Preparar os dados de entrada com o DataLoader

O DataLoader é responsável pela recuperação e filtragem dos dados de entrada. Sua implementação do DataLoader deve estender a classe abstrata DataLoader e substituir o método abstrato load.

O exemplo a seguir recupera um Platform por ID e o retorna como um DataFrame, onde a ID do conjunto de dados (dataset_id) é uma propriedade definida no arquivo de configuração.

Exemplo do PySpark

# PySpark

from pyspark.sql.types import StringType, TimestampType
from pyspark.sql.functions import col, lit, struct
import logging

class MyDataLoader(DataLoader):
    def load_dataset(config_properties, spark, tenant_id, dataset_id):
    PLATFORM_SDK_PQS_PACKAGE = "com.adobe.platform.query"
    PLATFORM_SDK_PQS_INTERACTIVE = "interactive"

    service_token = str(spark.sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_ML_TOKEN"))
    user_token = str(spark.sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_TOKEN"))
    org_id = str(spark.sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_ORG_ID"))
    api_key = str(spark.sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_CLIENT_ID"))

    dataset_id = str(config_properties.get(dataset_id))

    for arg in ['service_token', 'user_token', 'org_id', 'dataset_id', 'api_key']:
        if eval(arg) == 'None':
            raise ValueError("%s is empty" % arg)

    query_options = get_query_options(spark.sparkContext)

    pd = spark.read.format(PLATFORM_SDK_PQS_PACKAGE) \
        .option(query_options.userToken(), user_token) \
        .option(query_options.serviceToken(), service_token) \
        .option(query_options.imsOrg(), org_id) \
        .option(query_options.apiKey(), api_key) \
        .option(query_options.mode(), PLATFORM_SDK_PQS_INTERACTIVE) \
        .option(query_options.datasetId(), dataset_id) \
        .load()
    pd.show()

    # Get the distinct values of the dataframe
    pd = pd.distinct()

    # Flatten the data
    if tenant_id in pd.columns:
        pd = pd.select(col(tenant_id + ".*"))

    return pd

Transformar um conjunto de dados com o DatasetTransformer

Um DatasetTransformer fornece a lógica para transformar um DataFrame de entrada e retorna um novo DataFrame derivado. Esta classe pode ser implementada para trabalhar de forma cooperativa com um FeaturePipelineFactory, funcionar como o único componente de engenharia de recursos ou você pode optar por não implementar esta classe.

O exemplo a seguir estende a classe DatasetTransformer:

Exemplo do PySpark

# PySpark

from sdk.dataset_transformer import DatasetTransformer
from pyspark.ml.feature import StringIndexer
from pyspark.sql.types import IntegerType
from pyspark.sql.functions import unix_timestamp, from_unixtime, to_date, lit, lag, udf, date_format, lower, col, split, explode
from pyspark.sql import Window
from .helper import setupLogger

class MyDatasetTransformer(DatasetTransformer):
    logger = setupLogger(__name__)

    def transform(self, config_properties, dataset):
        tenant_id = str(config_properties.get("tenantId"))

        # Flatten the data
        if tenant_id in dataset.columns:
            self.logger.info("Flatten the data before transformation")
            dataset = dataset.select(col(tenant_id + ".*"))
            dataset.show()

        # Convert isHoliday boolean value to Int
        # Rename the column to holiday and drop isHoliday
        pd = dataset.withColumn("holiday", col("isHoliday").cast(IntegerType())).drop("isHoliday")
        pd.show()

        # Get the week and year from date
        pd = pd.withColumn("week", date_format(to_date("date", "MM/dd/yy"), "w").cast(IntegerType()))
        pd = pd.withColumn("year", date_format(to_date("date", "MM/dd/yy"), "Y").cast(IntegerType()))

        # Convert the date to TimestampType
        pd = pd.withColumn("date", to_date(unix_timestamp(pd["date"], "MM/dd/yy").cast("timestamp")))

        # Convert categorical data
        indexer = StringIndexer(inputCol="storeType", outputCol="storeTypeIndex")
        pd = indexer.fit(pd).transform(pd)

        # Get the WeeklySalesAhead and WeeklySalesLag column values
        window = Window.orderBy("date").partitionBy("store")
        pd = pd.withColumn("weeklySalesLag", lag("weeklySales", 1).over(window)).na.drop(subset=["weeklySalesLag"])
        pd = pd.withColumn("weeklySalesAhead", lag("weeklySales", -1).over(window)).na.drop(subset=["weeklySalesAhead"])
        pd = pd.withColumn("weeklySalesScaled", lag("weeklySalesAhead", -1).over(window)).na.drop(subset=["weeklySalesScaled"])
        pd = pd.withColumn("weeklySalesDiff", (pd['weeklySales'] - pd['weeklySalesLag'])/pd['weeklySalesLag'])

        pd = pd.na.drop()
        self.logger.debug("Transformed dataset count is %s " % pd.count())

        # return transformed dataframe
        return pd

Recursos de dados do engenheiro com FeaturePipelineFactory

Um FeaturePipelineFactory permite implementar sua lógica de engenharia de recursos definindo e encadeando uma série de Transformadores Spark por meio de um Pipeline Spark. Esta classe pode ser implementada para trabalhar de forma cooperativa com um DatasetTransformer, funcionar como o único componente de engenharia de recursos ou você pode optar por não implementar esta classe.

O exemplo a seguir estende a classe FeaturePipelineFactory:

Exemplo do PySpark

# PySpark

from pyspark.ml import Pipeline
from pyspark.ml.regression import GBTRegressor
from pyspark.ml.feature import VectorAssembler

import numpy as np

from sdk.pipeline_factory import PipelineFactory

class MyFeaturePipelineFactory(FeaturePipelineFactory):

    def apply(self, config_properties):
        if config_properties is None:
            raise ValueError("config_properties parameter is null")

        tenant_id = str(config_properties.get("tenantId"))
        input_features = str(config_properties.get("ACP_DSW_INPUT_FEATURES"))

        if input_features is None:
            raise ValueError("input_features parameter is null")
        if input_features.startswith(tenant_id):
            input_features = input_features.replace(tenant_id + ".", "")

        learning_rate = float(config_properties.get("learning_rate"))
        n_estimators = int(config_properties.get("n_estimators"))
        max_depth = int(config_properties.get("max_depth"))

        feature_list = list(input_features.split(","))
        feature_list.remove("date")
        feature_list.remove("storeType")

        cols = np.array(feature_list)

        # Gradient-boosted tree estimator
        gbt = GBTRegressor(featuresCol='features', labelCol='weeklySalesAhead', predictionCol='prediction',
                       maxDepth=max_depth, maxBins=n_estimators, stepSize=learning_rate)

        # Assemble the fields to a vector
        assembler = VectorAssembler(inputCols=cols, outputCol="features")

        # Construct the pipeline
        pipeline = Pipeline(stages=[assembler, gbt])

        return pipeline

    def train(self, config_properties, dataframe):
        pass

    def score(self, config_properties, dataframe, model):
        pass

    def getParamMap(self, config_properties, sparkSession):
        return None

Armazene seu conjunto de dados de recursos com o DataSaver

O DataSaver é responsável por armazenar os conjuntos de dados de recursos resultantes em um local de armazenamento. Sua implementação do DataSaver deve estender a classe abstrata DataSaver e substituir o método abstrato save.

O exemplo a seguir estende a classe DataSaver, que armazena dados em uma Platform conjunto de dados por ID, onde a ID do conjunto de dados (featureDatasetId) e ID do locatário (tenantId) são propriedades definidas na configuração.

Exemplo do PySpark

# PySpark

from sdk.data_saver import DataSaver
from pyspark.sql.types import StringType, TimestampType
from pyspark.sql.functions import col, lit, struct


class MyDataSaver(DataSaver):
    def save(self, configProperties, data_feature):

        # Spark context
        sparkContext = data_features._sc

        # preliminary checks
        if configProperties is None:
            raise ValueError("configProperties parameter is null")
        if data_features is None:
            raise ValueError("data_features parameter is null")
        if sparkContext is None:
            raise ValueError("sparkContext parameter is null")

        # prepare variables
        timestamp = "2019-01-01 00:00:00"
        output_dataset_id = str(
            configProperties.get("featureDatasetId"))
        tenant_id = str(
            configProperties.get("tenantId"))
        service_token = str(
            sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_ML_TOKEN"))
        user_token = str(
            sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_TOKEN"))
        org_id = str(
            sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_ORG_ID"))
        api_key = str(
            sparkContext.getConf().get("ML_FRAMEWORK_IMS_CLIENT_ID"))

        # validate variables
        for arg in ['output_dataset_id', 'tenant_id', 'service_token', 'user_token', 'org_id', 'api_key']:
            if eval(arg) == 'None':
                raise ValueError("%s is empty" % arg)

        # create and prepare DataFrame with valid columns
        output_df = data_features.withColumn("date", col("date").cast(StringType()))
        output_df = output_df.withColumn(tenant_id, struct(col("date"), col("store"), col("features")))
        output_df = output_df.withColumn("timestamp", lit(timestamp).cast(TimestampType()))
        output_df = output_df.withColumn("_id", lit("empty"))
        output_df = output_df.withColumn("eventType", lit("empty"))

        # store data into dataset
        output_df.select(tenant_id, "_id", "eventType", "timestamp") \
            .write.format("com.adobe.platform.dataset") \
            .option('orgId', org_id) \
            .option('serviceToken', service_token) \
            .option('userToken', user_token) \
            .option('serviceApiKey', api_key) \
            .save(output_dataset_id)

Especificar os nomes de classe implementados no arquivo do aplicativo

Agora que suas classes de pipeline de recurso estão definidas e implementadas, você deve especificar os nomes de suas classes no arquivo YAML da aplicação.

Os exemplos a seguir especificam nomes de classe implementados:

Exemplo do PySpark

#Name of the class which contains implementation to get the input data.
feature.dataLoader: InputDataLoaderForFeaturePipeline

#Name of the class which contains implementation to get the transformed data.
feature.dataset.transformer: MyDatasetTransformer

#Name of the class which contains implementation to save the transformed data.
feature.dataSaver: DatasetSaverForTransformedData

#Name of the class which contains implementation to get the training data
training.dataLoader: TrainingDataLoader

#Name of the class which contains pipeline. It should implement PipelineFactory.scala
pipeline.class: TrainPipeline

#Name of the class which contains implementation for evaluation metrics.
evaluator: Evaluator
evaluateModel: True

#Name of the class which contains implementation to get the scoring data.
scoring.dataLoader: ScoringDataLoader

#Name of the class which contains implementation to save the scoring data.
scoring.dataSaver: MyDatasetSaver

Criar seu mecanismo de pipeline de recursos usando a API

Agora que você criou o pipeline de recursos, é necessário criar uma imagem do Docker para fazer uma chamada para os pontos de extremidade do pipeline de recursos no Sensei Machine Learning API. Você precisa de um URL de imagem do Docker para fazer uma chamada para os pontos de extremidade do pipeline de recursos.

Como opção, você também pode usar a seguinte coleção do Postman para ajudar a concluir o fluxo de trabalho da API do pipeline de recursos:

https://www.postman.com/collections/c5fc0d1d5805a5ddd41a

Criar um mecanismo de pipeline de recursos

Depois de ter a localização da imagem do Docker, você poderá criar um mecanismo de pipeline de recursos usando o Sensei Machine Learning API executando um POST para /engines. A criação bem-sucedida de um mecanismo de pipeline de recurso fornece um identificador exclusivo de Mecanismo (id). Salve este valor antes de continuar.

Criar uma MLInstance

Usar o recém-criado engineID, é necessário criar uma MLIstance fazendo uma solicitação POST para o /mlInstance terminal. Uma resposta bem-sucedida retorna uma carga contendo os detalhes da MLInstance recém-criada, incluindo seu identificador exclusivo (id) usada na próxima chamada de API.

Criar um experimento

Em seguida, é necessário criar um experimento. Para criar um experimento, você precisa ter seu identificador exclusivo de MLIstance (id) e faça uma solicitação POST para o /experiment terminal. Uma resposta bem-sucedida retorna uma carga contendo os detalhes do Experimento recém-criado, incluindo seu identificador exclusivo (id) usada na próxima chamada de API.

Especificar a tarefa de pipeline de recurso de execução de experimento

Depois de criar um experimento, é necessário alterar o modo do experimento para featurePipeline. Para alterar o modo, faça um POST adicional em experiments/{EXPERIMENT_ID}/runs com o seu EXPERIMENT_ID e no corpo enviar { "mode":"featurePipeline"} para especificar uma execução de experimento do pipeline de recursos.

Após a conclusão, faça uma solicitação ao GET para /experiments/{EXPERIMENT_ID} para recuperar o status do experimento e aguarde o status do Experimento ser atualizado para concluído.

Especificar a tarefa de treinamento de execução do experimento

Em seguida, é necessário especificar a tarefa de execução de treinamento. Faça um POST para experiments/{EXPERIMENT_ID}/runs e no corpo defina o modo como train e enviar uma série de tarefas que contêm seus parâmetros de treinamento. Uma resposta bem-sucedida retorna uma carga contendo os detalhes do experimento solicitado.

Após a conclusão, faça uma solicitação ao GET para /experiments/{EXPERIMENT_ID} para recuperar o status do experimento e aguarde o status do Experimento ser atualizado para concluído.

Especificar a tarefa de pontuação de execução do experimento

Após uma execução de treinamento bem-sucedida, é necessário especificar a tarefa de execução de pontuação. Faça um POST para experiments/{EXPERIMENT_ID}/runs e no corpo definir o mode atributo para "score". Isso inicia a execução do Experimento de pontuação.

Após a conclusão, faça uma solicitação ao GET para /experiments/{EXPERIMENT_ID} para recuperar o status do experimento e aguarde o status do Experimento ser atualizado para concluído.

Depois que a pontuação for concluída, o pipeline de recursos deverá estar operacional.

Próximas etapas

Ao ler este documento, você criou um pipeline de recursos usando o SDK de criação de modelo, criou uma imagem do Docker e usou o URL da imagem do Docker para criar um modelo de pipeline de recursos usando o Sensei Machine Learning API. Agora você está pronto para continuar transformando conjuntos de dados e extraindo recursos de dados em escala usando o Sensei Machine Learning API.

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