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Azure Machine Learning で Spark ジョブを送信する

  • [アーティクル]

適用対象:Azure CLI ml extension v2 (現行)Python SDK azure-ai-ml v2 (現行)

Azure Machine Learning は、スタンドアロンの機械学習ジョブの送信、複数の機械学習ワークフロー手順を伴う機械学習パイプラインの作成をサポートしています。 Azure Machine Learning は、スタンドアロンの Spark ジョブの作成と、Azure Machine Learning パイプラインが使用できる再利用可能な Spark コンポーネントの作成の両方を処理します。 この記事では、以下を使って Spark ジョブを送信する方法について説明します。

  • Azure Machine Learning スタジオ UI
  • Azure Machine Learning CLI
  • Azure Machine Learning SDK

Azure Machine Learning での Apache Spark の概念の詳細については、こちらのリソースを参照してください。

前提条件

適用対象: Azure CLI ml 拡張機能 v2 (現行)

Note

  • Azure Machine Learning サーバーレス Spark コンピューティングおよびアタッチされている Synapse Spark プールを使用する際のリソース アクセスの詳細については、「Spark ジョブのリソース アクセスを確認する」を参照してください。
  • Azure Machine Learning には、すべてのユーザーがコンピューティング クォータにアクセスして限られた時間のテストを実行できる、共有クォータ プールが用意されています。 サーバーレス Spark コンピューティングを使用する場合、Azure Machine Learning では、この共有クォータに短時間アクセスできます。

CLI v2 を使ってユーザー割り当てマネージド ID をアタッチする

  1. ワークスペースにアタッチする必要があるユーザー割り当てマネージド ID が定義されている YAML ファイルを作成します。
    identity:
  type: system_assigned,user_assigned
  tenant_id: <TENANT_ID>
  user_assigned_identities:
    '/subscriptions/<SUBSCRIPTION_ID/resourceGroups/<RESOURCE_GROUP>/providers/Microsoft.ManagedIdentity/userAssignedIdentities/<AML_USER_MANAGED_ID>':
      {}
  2. az ml workspace update コマンドで --file パラメーターを指定して YAML ファイルを使い、ユーザー割り当てマネージド ID をアタッチします。
    az ml workspace update --subscription <SUBSCRIPTION_ID> --resource-group <RESOURCE_GROUP> --name <AML_WORKSPACE_NAME> --file <YAML_FILE_NAME>.yaml

ARMClient を使ってユーザー割り当てマネージド ID をアタッチする

  1. ARMClient をインストールします。これは、Azure Resource Manager API を呼び出すシンプルなコマンド ライン ツールです。
  2. ワークスペースにアタッチする必要があるユーザー割り当てマネージド ID が定義されている JSON ファイルを作成します。
    {
    "properties":{
    },
    "location": "<AZURE_REGION>",
    "identity":{
        "type":"SystemAssigned,UserAssigned",
        "userAssignedIdentities":{
            "/subscriptions/<SUBSCRIPTION_ID/resourceGroups/<RESOURCE_GROUP>/providers/Microsoft.ManagedIdentity/userAssignedIdentities/<AML_USER_MANAGED_ID>": { }
        }
    }
}
  3. ユーザー割り当てマネージド ID をワークスペースにアタッチするには、PowerShell プロンプトまたはコマンド プロンプトで次のコマンドを実行します。 
    armclient PATCH https://management.azure.com/subscriptions/<SUBSCRIPTION_ID>/resourceGroups/<RESOURCE_GROUP>/providers/Microsoft.MachineLearningServices/workspaces/<AML_WORKSPACE_NAME>?api-version=2022-05-01 '@<JSON_FILE_NAME>.json'

Note

スタンドアロン Spark ジョブを送信する

Python スクリプトのパラメーター化に必要な変更を加えた後、対話型のデータ ラングリングによって開発された Python スクリプトを使用して、大量のデータを処理するバッチ ジョブを送信できます。 簡単なデータ ラングリング バッチ ジョブは、スタンドアロンの Spark ジョブとして送信できます。

Spark ジョブには、引数を受け取る Python スクリプトが必要です。これは、対話型データ ラングリングから開発された Python コードに変更を加えて開発できます。 サンプルの Python スクリプトを次に示します。

# titanic.py
import argparse
from operator import add
import pyspark.pandas as pd
from pyspark.ml.feature import Imputer

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("--titanic_data")
parser.add_argument("--wrangled_data")

args = parser.parse_args()
print(args.wrangled_data)
print(args.titanic_data)

df = pd.read_csv(args.titanic_data, index_col="PassengerId")
imputer = Imputer(inputCols=["Age"], outputCol="Age").setStrategy(
    "mean"
)  # Replace missing values in Age column with the mean value
df.fillna(
    value={"Cabin": "None"}, inplace=True
)  # Fill Cabin column with value "None" if missing
df.dropna(inplace=True)  # Drop the rows which still have any missing value
df.to_csv(args.wrangled_data, index_col="PassengerId")

Note

この Python コード サンプルでは、pyspark.pandas を使用します。 これは、Spark ランタイム バージョン 3.2 以降でのみサポートされます。

上記のスクリプトは、--titanic_data と --wrangled_data の 2 つの引数を受け取り、それぞれ入力データと出力フォルダーのパスを渡します。

適用対象: Azure CLI ml 拡張機能 v2 (現行)

ジョブを作成するには、スタンドアロンの Spark ジョブは、YAML 仕様ファイルとして定義します。これを az ml job create コマンドの --file パラメーターで使用できます。 YAML ファイルでこれらのプロパティを定義します。

Spark ジョブ仕様での YAML プロパティ

  • type - spark に設定します。

  • code - このジョブのソース コードとスクリプトを含むフォルダーの場所を定義します。

  • entry - ジョブのエントリ ポイントを定義します。 次のプロパティのいずれかを含む必要があります。

    • file - ジョブのエントリ ポイントとして機能する Python スクリプトの名前を定義します。

  • py_files - ジョブを正常に実行するために PYTHONPATH に配置する、.zip、.egg、または .py ファイルの一覧を定義します。 このプロパティは省略可能です。

  • jars - ジョブを正常に実行するために、Spark ドライバーに含める .jar ファイルの一覧と、Executor の CLASSPATH を定義します。 このプロパティは省略可能です。

  • files - ジョブの実行を成功させるために、各 Executor の作業ディレクトリにコピーする必要があるファイルの一覧を定義します。 このプロパティは省略可能です。

  • archives - ジョブの実行を成功させるために、各 Executor の作業ディレクトリに抽出する必要があるアーカイブの一覧を定義します。 このプロパティは省略可能です。

  • conf - Spark ドライバーと Executor の次のプロパティを定義します。

    • spark.driver.cores: Spark ドライバー用のコアの数。
    • spark.driver.memory: Spark ドライバー用に割り当てるメモリ (ギガバイト (GB) 単位)。
    • spark.executor.cores: Spark Executor 用のコアの数。
    • spark.executor.memory: Spark Executor 用のメモリの割り当て (ギガバイト (GB) 単位)。
    • spark.dynamicAllocation.enabled- Executor を動的に割り当てる必要があるかどうか。値は True または False。
    • Executor の動的割り当てを有効にする場合は、次のプロパティを定義します。
      • spark.dynamicAllocation.minExecutors - 動的割り当て用の Spark Executor インスタンスの最小数。
      • spark.dynamicAllocation.maxExecutors - 動的割り当て用の Spark Executor インスタンスの最大数。
    • Executor の動的割り当てを無効にする場合は、次のプロパティを定義します。
      • spark.executor.instances - Spark Executor インスタンスの数。

  • environment - ジョブを実行するための Azure Machine Learning 環境。

  • args - ジョブのエントリ ポイントの Python スクリプトまたはクラスに渡す必要があるコマンド ライン引数。 例については、以下に示す YAML 仕様ファイルを参照してください。

  • resources - このプロパティでは、Azure Machine Learning サーバーレス Spark コンピューティングで使われるリソースを定義します。 次のプロパティを使います。

    • instance_type - Spark プールに使われるコンピューティング インスタンスの種類。 現在は、次のインスタンスの種類がサポートされています。
      • standard_e4s_v3
      • standard_e8s_v3
      • standard_e16s_v3
      • standard_e32s_v3
      • standard_e64s_v3
    • runtime_version - Spark ランタイムのバージョンを定義します。 現在は、次の Spark ランタイムのバージョンがサポートされています。
      • 3.3
      • 3.4

        重要

        Azure Synapse Runtime for Apache Spark: お知らせ

        • Azure Synapse Runtime for Apache Spark 3.3:
          • EOLA のお知らせ日: 2024 年 7 月 12 日
          • サポート終了日: 2025 年 3 月 31 日。 この日付を過ぎると、ランタイムは無効になります。
        • 継続的なサポートと最適なパフォーマンスを得るには、Apache Spark 3.4 への移行をお勧めします。

    次に例を示します。

    resources:
  instance_type: standard_e8s_v3
  runtime_version: "3.4"

  • compute - このプロパティでは、次の例に示すように、アタッチされる Synapse Spark プールの名前を定義します。

    compute: mysparkpool

  • inputs - このプロパティでは、Spark ジョブに対する入力を定義します。 Spark ジョブに入力できるのは、リテラル値、またはファイルやフォルダーに格納されているデータです。

    • リテラル値では、数値、ブール値、または文字列を指定できます。 いくつかの例を次に示します。
      inputs:
  sampling_rate: 0.02 # a number
  hello_number: 42 # an integer
  hello_string: "Hello world" # a string
  hello_boolean: True # a boolean value
    • ファイルまたはフォルダーに格納されているデータは、次のプロパティを使って定義する必要があります。
      • type - 入力データがファイルまたはフォルダーに含まれる場合は、このプロパティをそれぞれ uri_file または uri_folder に設定します。
      • path - 入力データの URI (azureml://、abfss://、wasbs:// など)。
      • mode - このプロパティを direct に設定します。 このサンプルでは、$${inputs.titanic_data}} として参照できるジョブ入力の定義を示します。
        inputs:
  titanic_data:
    type: uri_file
    path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/data/titanic.csv
    mode: direct

  • outputs - このプロパティでは、Spark ジョブの出力を定義します。 Spark ジョブの出力は、次の 3 つのプロパティを使って定義される、ファイルまたはフォルダーの場所に書き込むことができます。

    • type - 出力データをファイルまたはフォルダーに書き込む場合、このプロパティを uri_file または uri_folder に設定できます。
    • path - このプロパティでは、出力場所の URI を定義します (azureml://、abfss://、wasbs:// など)。
    • mode - このプロパティを direct に設定します。 このサンプルでは、${{outputs.wrangled_data}} として参照できるジョブ出力の定義を示します。
      outputs:
  wrangled_data:
    type: uri_folder
    path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/data/wrangled/
    mode: direct

  • identity - この省略可能なプロパティでは、このジョブの送信に使われる ID を定義します。 指定できる値は user_identity または managed です。 YAML 仕様で ID が定義されていない場合、Spark ジョブでは既定の ID が使用されます。

スタンドアロン Spark ジョブ

この YAML 仕様の例では、スタンドアロンの Spark ジョブを示します。 Azure Machine Learning サーバーレス Spark コンピューティングを使用します。

$schema: http://azureml/sdk-2-0/SparkJob.json
type: spark

code: ./ 
entry:
  file: titanic.py

conf:
  spark.driver.cores: 1
  spark.driver.memory: 2g
  spark.executor.cores: 2
  spark.executor.memory: 2g
  spark.executor.instances: 2

inputs:
  titanic_data:
    type: uri_file
    path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/data/titanic.csv
    mode: direct

outputs:
  wrangled_data:
    type: uri_folder
    path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/data/wrangled/
    mode: direct

args: >-
  --titanic_data ${{inputs.titanic_data}}
  --wrangled_data ${{outputs.wrangled_data}}

identity:
  type: user_identity

resources:
  instance_type: standard_e4s_v3
  runtime_version: "3.4"

Note

アタッチされた Synapse Spark プールを使用するには、resources プロパティではなく、前述のサンプル YAML 仕様ファイルで compute プロパティを定義します。

前述の YAML ファイルは、az ml job create コマンドで --file パラメーターを使い、次のようにスタンドアロン Spark ジョブを作成するために使用できます。

az ml job create --file <YAML_SPECIFICATION_FILE_NAME>.yaml --subscription <SUBSCRIPTION_ID> --resource-group <RESOURCE_GROUP> --workspace-name <AML_WORKSPACE_NAME>

上のコマンドは以下から実行できます。

パイプライン ジョブ内の Spark コンポーネント

Spark コンポーネントには、複数の Azure Machine Learning パイプラインのパイプライン ステップとして同じコンポーネントを使用できる柔軟性があります。

適用対象: Azure CLI ml 拡張機能 v2 (現行)

Spark コンポーネントの YAML 構文のほとんどは、Spark ジョブ仕様の YAML 構文に似ています。 次のプロパティは、Spark コンポーネントの YAML 仕様では定義が異なります。

  • name - Spark コンポーネントの名前。

  • version - Spark コンポーネントのバージョン。

  • display_name - UI や他の場所に表示する Spark コンポーネントの名前。

  • description - Spark コンポーネントの説明。

  • inputs - このプロパティは、Spark ジョブ仕様の YAML 構文で説明されている inputs プロパティに似ていますが、path プロパティが定義されていない点が異なります。 次のコード スニペットでは、Spark コンポーネントの inputs プロパティの例を示します。

    inputs:
  titanic_data:
    type: uri_file
    mode: direct

  • outputs - このプロパティは、Spark ジョブ仕様の YAML 構文で説明されている outputs プロパティに似ていますが、path プロパティが定義されていない点が異なります。 次のコード スニペットでは、Spark コンポーネントの outputs プロパティの例を示します。

    outputs:
  wrangled_data:
    type: uri_folder
    mode: direct

注意

Spark コンポーネントでは、identity、compute、または resources プロパティは定義されません。 パイプラインの YAML 仕様ファイルにはこれらのプロパティが定義されています。

次に示す YAML 仕様ファイルは、Spark コンポーネントの例です。

$schema: http://azureml/sdk-2-0/SparkComponent.json
name: titanic_spark_component
type: spark
version: 1
display_name: Titanic-Spark-Component
description: Spark component for Titanic data

code: ./src
entry:
  file: titanic.py

inputs:
  titanic_data:
    type: uri_file
    mode: direct

outputs:
  wrangled_data:
    type: uri_folder
    mode: direct

args: >-
  --titanic_data ${{inputs.titanic_data}}
  --wrangled_data ${{outputs.wrangled_data}}

conf:
  spark.driver.cores: 1
  spark.driver.memory: 2g
  spark.executor.cores: 2
  spark.executor.memory: 2g
  spark.dynamicAllocation.enabled: True
  spark.dynamicAllocation.minExecutors: 1
  spark.dynamicAllocation.maxExecutors: 4

上の YAML 仕様ファイルで定義されている Spark コンポーネントは、Azure Machine Learning パイプライン ジョブで使用できます。 パイプライン ジョブを定義する YAML 構文について詳しくは、パイプライン ジョブの YAML スキーマに関する記事をご覧ください。 この例は、Spark コンポーネントと、Azure Machine Learning サーバーレス Spark コンピューティングを使った、パイプライン ジョブの YAML 仕様ファイルを示しています。

$schema: http://azureml/sdk-2-0/PipelineJob.json
type: pipeline
display_name: Titanic-Spark-CLI-Pipeline
description: Spark component for Titanic data in Pipeline

jobs:
  spark_job:
    type: spark
    component: ./spark-job-component.yaml
    inputs:
      titanic_data: 
        type: uri_file
        path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/data/titanic.csv
        mode: direct

    outputs:
      wrangled_data:
        type: uri_folder
        path: azureml://datastores/workspaceblobstore/paths/data/wrangled/
        mode: direct

    identity:
      type: managed

    resources:
      instance_type: standard_e8s_v3
      runtime_version: "3.4"

注意

アタッチされた Synapse Spark プールを使うには、前述のサンプル YAML 仕様ファイルで resources プロパティではなく compute プロパティを定義します。

上記の YAML 仕様ファイルは、az ml job create コマンドで --file パラメーターを使い、次のようにパイプライン ジョブを作成するために使用できます。

az ml job create --file <YAML_SPECIFICATION_FILE_NAME>.yaml --subscription <SUBSCRIPTION_ID> --resource-group <RESOURCE_GROUP> --workspace-name <AML_WORKSPACE_NAME>

上のコマンドは以下から実行できます。

Spark ジョブのトラブルシューティング

Spark ジョブのトラブルシューティングを行うために、Azure Machine Learning スタジオでそのジョブに対して生成されたログにアクセスできます。 Spark ジョブのログを表示するには、次のようにします。

  1. Azure Machine Learning スタジオ UI の左側のパネルから [Jobs] (ジョブ) に移動します
  2. [すべてのジョブ] タブを選択します
  3. そのジョブの [表示名] の値を選択します
  4. ジョブの詳細ページで、[Output + logs] (出力 + ログ) タブを選択します
  5. エクスプローラーで [ログ] フォルダーを展開し、[azureml] フォルダーを展開します
  6. [ドライバー] および[ライブラリ マネージャー] のフォルダー内の Spark ジョブ ログにアクセスします

Note

ノートブック セッションで対話型データ ラングリング中に作成された Spark ジョブのトラブルシューティングを行うには、ノートブック UI の右上隅付近にある [ジョブの詳細] を選択します。 対話型ノートブック セッションの Spark ジョブが notebook-runs という実験名で作成されます。

次のステップ