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干货丨Orca 数据加载入门教程
2022-05-23 15:08:17

本文介绍在Orca中加载数据的方法。

1 建立数据库连接

在Orca中通过connect函数连接到DolphinDB服务器:

>>> import dolphindb.orca as orca
>>> orca.connect(MY_HOST, MY_PORT, MY_USERNAME, MY_PASSWORD)
复制代码

2 导入数据

下面的教程使用了一个数据文件:quotes.csv

2.1 read_csv函数

Orca提供read_csv函数,用于导入数据集。需要说明的是,Orca的read_csv函数的engine参数的取值可以是{‘c’, ‘python’, ‘dolphindb’},且该参数默认取值为‘dolphindb’。当取值为‘dolphindb’时,read_csv函数会在DolphinDB服务器目录下寻找要导入的数据文件。当取值为‘python’或‘c’时,read_csv函数会在python客户端的目录下寻找要导入的数据文件。

请注意,当engine参数设置为‘python’或者‘c’时,Orca的read_csv函数相当于调用了pandas的read_csv函数进行导入。本节是基于engine参数取值为‘dolphindb’的前提下对Orca的read_csv函数进行讲解。

当engine参数设置为‘dolphindb’时,Orca的read_csv函数目前支持的参数如下:

  • path:文件路径
  • sep:分隔符
  • delimiter:分隔符
  • names:指定列名
  • index_col:指定作为index的列
  • engine:进行导入的引擎
  • usecols:指定要导入的列
  • squeeze:当数据文件只有一行或者一列时,是否将DataFrame压缩成Series
  • prefix:给每列加上的前缀字符串
  • dtype:指定数据类型导入
  • partitioned:是否允许以分区的方式导入数据
  • db_handle:要导入的数据库路径
  • table_name:要导入的表名
  • partition_columns:进行分区的列名

下面详细介绍Orca与pandas实现有所不同的几个参数。

  • dtype参数

Orca在导入csv的时候会自动识别要导入文件的数据类型,支持各种通用时间格式。用户也可以通过dtype参数来强制指定数据类型。

需要说明的是,Orca的read_csv函数不仅支持指定各种numpy的数据类型(np.bool, np.int8, np.float32, etc.),还支持支持以字符串的方式指定DolphinDB的提供的所有数据类型,包括所有时间类型和字符串类型。

例如:

dfcsv = orca.read_csv("DATA_DIR/quotes.csv", dtype={"TIME": "NANOTIMESTAMP", "Exchange": "SYMBOL", "SYMBOL": "SYMBOL", "Bid_Price": np.float64, "Bid_Size": np.int32, "Offer_Price": np.float64, "Offer_Size": np.int32})
复制代码
  • partitioned参数

bool类型,默认为True。该参数为True时,在数据规模达到一定程度时,会将数据导入为分区内存表,如果设置为False,会直接将csv导入为未经分区的DolphinDB普通内存表。

请注意:Orca的分区表与Orca的内存表相比,在操作时也存在许多差异,具体见Orca分区表的特殊差异。若您的数据量不是很大,且在使用Orca时对Orca与pandas的一致性要求更高,请尽量不要将数据以分区的方式导入。若您数据量极大,对性能要求极高,则建议您采用分区方式导入数据。

  • db_handle,table_name以及partition_columns参数

Orca的read_csv还支持db_handle,table_name和partition_columns这3个参数,这些参数用于在导入数据的时通过指定DolphinDB的数据库和表等相关信息,将数据导入到DolphinDB的分区表。

DolphinDB支持通过多种方式将数据导入DolphinDB数据库,Orca在调用read_csv函数时指定db_handle, table_name以及partition_columns参数,本质上是调用DolphinDB的loadTextEx函数,通过这种方式,我们可以直接将数据直接导入DolphinDB的分区表。

2.1.1 导入到内存表

  • 导入为内存分区表

直接调用read_csv函数,数据会并行导入。由于采用并行导入,导入速度快,但是对内存占用是普通表的两倍。下面的例子中'DATA_DIR'为数据文件存放的路径。

>>> DATA_DIR = "dolphindb/database" # e.g. data_dir
>>> df = orca.read_csv(DATA_DIR + "/quotes.csv")
>>> df.head()
# output

                        time Exchange Symbol  Bid_Price  Bid_Size  \
0 2017-01-01 04:40:11.686699        T   AAPL       0.00         0   
1 2017-01-01 06:42:50.247631        P   AAPL      26.70        10   
2 2017-01-01 07:00:12.194786        P   AAPL      26.75         5   
3 2017-01-01 07:15:03.578071        P   AAPL      26.70        10   
4 2017-01-01 07:59:39.606882        K   AAPL      26.90         1   
   Offer_Price  Offer_Size  
0        27.42           1  
1        27.47           1  
2        27.47           1  
3        27.47           1  
4         0.00           0  
复制代码
  • 导入为普通内存表

partitioned参数取值为False,导入为普通内存表。导入对内存要求低,但是计算速度略低于上面的导入方式:

df = orca.read_csv(DATA_DIR + "/quotes.csv", partitioned=False)
复制代码

2.1.2 导入到磁盘表

DolphinDB的分区表可以保存在本地磁盘,也可以保存在dfs上,磁盘分区表与分布式表的区别就在于分布式表的数据库路径以"dfs://"开头,而磁盘分区表的数据库路径是本地路径。

示例

我们在DolphinDB服务端创建一个磁盘分区表,下面的脚本中,'YOUR_DIR'为保存磁盘数据库的路径:

dbPath=YOUR_DIR + "/demoOnDiskPartitionedDB"
login('admin', '123456')
if(existsDatabase(dbPath))
   dropDatabase(dbPath)
db=database(dbPath, RANGE, datehour(2017.01.01 00:00:00+(0..24)*3600))
复制代码

请注意:以上两段脚本需要在DolphinDB服务端执行,在Python客户端中则可以通过DolphinDB Python API执行脚本。

在Python客户端中调用Orca的read_csv函数,指定数据库db_handle为磁盘分区数据库YOUR_DIR + "/demoOnDiskPartitionedDB",指定表名table_name为"quotes"和进行分区的列partition_columns为"time",将数据导入到DolphinDB的磁盘分区表,并返回一个表示DolphinDB数据表的对象给df,用于后续计算。

>>> df = orca.read_csv(path=DATA_DIR+"/quotes.csv", dtype={"Exchange": "SYMBOL", "SYMBOL": "SYMBOL"}, db_handle=YOUR_DIR + "/demoOnDiskPartitionedDB", table_name="quotes", partition_columns="time")
>>> df
# output
<'dolphindb.orca.core.frame.DataFrame' object representing a column in a DolphinDB segmented table>
>>> df.head()
# output
                        time Exchange Symbol  Bid_Price  Bid_Size  \
0 2017-01-01 04:40:11.686699        T   AAPL       0.00         0   
1 2017-01-01 06:42:50.247631        P   AAPL      26.70        10   
2 2017-01-01 07:00:12.194786        P   AAPL      26.75         5   
3 2017-01-01 07:15:03.578071        P   AAPL      26.70        10   
4 2017-01-01 07:59:39.606882        K   AAPL      26.90         1   
   Offer_Price  Offer_Size  
0        27.42           1  
1        27.47           1  
2        27.47           1  
3        27.47           1  
4         0.00           0  
复制代码

将上述过程整合成的Python中可执行的脚本如下:

>>> s = orca.default_session()
>>> DATA_DIR = "/dolphindb/database" # e.g. data_dir
>>> YOUR_DIR = "/dolphindb/database" # e.g. database_dir
>>> create_onDiskPartitioned_database = """
dbPath="{YOUR_DIR}" + "/demoOnDiskPartitionedDB"
login('admin', '123456')
if(existsDatabase(dbPath))
   dropDatabase(dbPath)
db=database(dbPath, RANGE, datehour(2017.01.01 00:00:00+(0..24)*3600))
""".format(YOUR_DIR=YOUR_DIR)
>>> s.run(create_onDiskPartitioned_database)
>>> df = orca.read_csv(path=DATA_DIR+"/quotes.csv", dtype={"Exchange": "SYMBOL", "SYMBOL": "SYMBOL"}, db_handle=YOUR_DIR + "/demoOnDiskPartitionedDB", table_name="quotes", partition_columns="time")
复制代码

上述脚本中,我们使用的defalut_session实际上就是通过orca.connect函数创建的会话,在Python端,我们可以通过这个会话与DolphinDB服务端进行交互。关于更多功能,请参见DolphinDB Python API

请注意:在通过read_csv函数指定数据库导入数据之前,需要确保在DolphinDB服务器上已经创建了对应的数据库。read_csv函数根据指定的数据库,表名和分区字段导入数据到DolphinDB数据库中,若表存在则追加数据,若表不存在则创建表并且导入数据。

2.1.3 导入到分布式表

read_csv函数若指定db_handle参数为dfs数据库路径,则数据将直接导入到DolphinDB的dfs数据库中。

示例

请注意只有启用enableDFS=1的集群环境或者DolphinDB单例模式才能使用分布式表。

与磁盘分区表类似,首先需要在DolphinDB服务器上创建分布式表,只需要将数据库路径改为"dfs://"开头的字符串即可。

dbPath="dfs://demoDB"
login('admin', '123456')
if(existsDatabase(dbPath))
   dropDatabase(dbPath)
db=database(dbPath, RANGE, datehour(2017.01.01 00:00:00+(0..24)*3600))
复制代码

在Python客户端中调用Orca的read_csv函数,指定数据库db_handle为分布式数据库"dfs://demoDB",指定表名table_name为"quotes"和进行分区的列partition_columns为"time",将数据导入到DolphinDB的分布式表。

>>> df = orca.read_csv(path=DATA_DIR+"/quotes.csv", dtype={"Exchange": "SYMBOL", "SYMBOL": "SYMBOL"}, db_handle="dfs://demoDB", table_name="quotes", partition_columns="time")
>>> df
# output
<'dolphindb.orca.core.frame.DataFrame' object representing a column in a DolphinDB segmented table>
>>> df.head()
# output
                        time Exchange Symbol  Bid_Price  Bid_Size  \
0 2017-01-01 04:40:11.686699        T   AAPL       0.00         0   
1 2017-01-01 06:42:50.247631        P   AAPL      26.70        10   
2 2017-01-01 07:00:12.194786        P   AAPL      26.75         5   
3 2017-01-01 07:15:03.578071        P   AAPL      26.70        10   
4 2017-01-01 07:59:39.606882        K   AAPL      26.90         1   
   Offer_Price  Offer_Size  
0        27.42           1  
1        27.47           1  
2        27.47           1  
3        27.47           1  
4         0.00           0  
复制代码

将上述过程整合成的Python中可执行的脚本如下:

>>> s = orca.default_session()
>>> DATA_DIR = "/dolphindb/database" # e.g. data_dir
>>> create_dfs_database = """
dbPath="dfs://demoDB"
login('admin', '123456')
if(existsDatabase(dbPath))
   dropDatabase(dbPath)
db=database(dbPath, RANGE, datehour(2017.01.01 00:00:00+(0..24)*3600))
"""
>>> s.run(create_dfs_database)
>>> df = orca.read_csv(path=DATA_DIR+"/quotes.csv", dtype={"Exchange": "SYMBOL", "SYMBOL": "SYMBOL"}, db_handle="dfs://demoDB", table_name="quotes", partition_columns="time")
复制代码

2.2 read_table函数

Orca提供read_table函数,通过该函数指定DolphinDB数据库和表名来加载DolphinDB数据表的数据,可以用于加载DolphinDB的磁盘表、磁盘分区表和分布式表。若您已在DolphinDB中创建了数据库和表,则可以直接在Orca中调用该函数加载存放在DolphinDB服务端中的数据,read_table函数支持的参数如下:

  • database:数据库名称
  • table:表名
  • partition:需要导入的分区,可选参数

加载DolphinDB的磁盘表

read_table函数可以用于加载DolphinDB的磁盘表,首先在DolphinDB服务端创建一个本地磁盘表:

>>> s = orca.default_session()
>>> YOUR_DIR = "/dolphindb/database" # e.g. database_dir
>>> create_onDisk_database="""
saveTable("{YOUR_DIR}"+"/demoOnDiskDB", table(2017.01.01..2017.01.10 as date, rand(10.0,10) as prices), "quotes")
""".format(YOUR_DIR=YOUR_DIR)
>>> s.run(create_onDisk_database)
复制代码

通过read_table函数加载磁盘表:

>>> df = orca.read_table(YOUR_DIR + "/demoOnDiskDB", "quotes")
>>> df.head()
# output
      date    prices
0 2017-01-01  8.065677
1 2017-01-02  2.969041
2 2017-01-03  3.688191
3 2017-01-04  4.773723
4 2017-01-05  5.567130
复制代码

请注意: read_table函数要求所要导入的数据库和表在DolphinDB服务器上已经存在,若只存在数据库和没有创建表,则不能将数据成功导入到Python中。

加载DolphinDB的磁盘分区表

对于已经在DolphinDB上创建的数据表,可以通过read_table函数直接加载。例如,加载2.1.2小节中创建的磁盘分区表:

>>> df = orca.read_table(YOUR_DIR + "/demoOnDiskPartitionedDB", "quotes")
复制代码

加载DolphinDB的分布式表

分布式表同样可以通过read_table函数加载。例如,加载2.1.3小节中创建的分布式表:

>>> df = orca.read_table("dfs://demoDB", "quotes")
复制代码

2.3 from_pandas函数

Orca提供from_pandas函数,该函数接受一个pandas的DataFrame作为参数,返回一个Orca的DataFrame,通过这个方式,Orca可以直接加载原先存放在pandas的DataFrame中的数据。

>>> import pandas as pd
>>> import numpy as np

>>> pdf = pd.DataFrame(np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]),  columns=['a', 'b', 'c'])
>>> odf = orca.from_pandas(pdf)
复制代码

3 对其它格式文件的支持

对于其它数据格式的导入,Orca也提供了与pandas类似的接口。这些方法包括:read_pickle, read_fwf, read_msgpack, read_clipboard, read_excel, read_json, json_normalize,build_table_schema, read_html, read_hdf, read_feather, read_parquet, read_sas, read_sql_table, read_sql_query, read_sql, read_gbq, read_stata


作者:DolphinDB
链接:https://juejin.cn/post/6933375875060596744

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创建时间:2022-03-28 14:36:10
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