Python の pandas ライブラリを使用した cdn ログ分析の詳細な説明
- 高洛峰オリジナル
- 2017-03-24 17:08:452006ブラウズ
前書き
私は最近仕事で、トラフィック、ステータスコード統計、TOP IP、URL、UA、リファラーなどの CDN ログに基づいて一部のデータをフィルタリングする必要があることに遭遇しました。従来はbashシェルを使用して実装していましたが、ログ容量が大きく、ログファイル数がギガバイト、行数が数百億に達する場合、シェルでの処理では不十分となり処理が困難になります。時間が長すぎます。そこで、データ処理ライブラリであるPython pandasの使い方を勉強しました。 1,000 万行のログは約 40 秒で処理されます。
Code
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
# sudo pip install pandas
__author__ = 'Loya Chen'
import sys
import pandas as pd
from collections import OrderedDict
"""
Description: This script is used to analyse qiniu cdn log.
================================================================================
日志格式
IP - ResponseTime [time +0800] "Method URL HTTP/1.1" code size "referer" "UA"
================================================================================
日志示例
[0] [1][2] [3] [4] [5]
101.226.66.179 - 68 [16/Nov/2016:04:36:40 +0800] "GET http://www.php.cn/ -"
[6] [7] [8] [9]
200 502 "-" "Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)"
================================================================================
"""
if len(sys.argv) != 2:
print('Usage:', sys.argv[0], 'file_of_log')
exit()
else:
log_file = sys.argv[1]
# 需统计字段对应的日志位置
ip = 0
url = 5
status_code = 6
size = 7
referer = 8
ua = 9
# 将日志读入DataFrame
reader = pd.read_table(log_file, sep=' ', names=[i for i in range(10)], iterator=True)
loop = True
chunkSize = 10000000
chunks = []
while loop:
try:
chunk = reader.get_chunk(chunkSize)
chunks.append(chunk)
except StopIteration:
#Iteration is stopped.
loop = False
df = pd.concat(chunks, ignore_index=True)
byte_sum = df[size].sum() #流量统计
top_status_code = pd.DataFrame(df[6].value_counts()) #状态码统计
top_ip = df[ip].value_counts().head(10) #TOP IP
top_referer = df[referer].value_counts().head(10) #TOP Referer
top_ua = df[ua].value_counts().head(10) #TOP User-Agent
top_status_code['persent'] = pd.DataFrame(top_status_code/top_status_code.sum()*100)
top_url = df[url].value_counts().head(10) #TOP URL
top_url_byte = df[[url,size]].groupby(url).sum().apply(lambda x:x.astype(float)/1024/1024) \
.round(decimals = 3).sort_values(by=[size], ascending=False)[size].head(10) #请求流量最大的URL
top_ip_byte = df[[ip,size]].groupby(ip).sum().apply(lambda x:x.astype(float)/1024/1024) \
.round(decimals = 3).sort_values(by=[size], ascending=False)[size].head(10) #请求流量最多的IP
# 将结果有序存入字典
result = OrderedDict([("流量总计[单位:GB]:" , byte_sum/1024/1024/1024),
("状态码统计[次数|百分比]:" , top_status_code),
("IP TOP 10:" , top_ip),
("Referer TOP 10:" , top_referer),
("UA TOP 10:" , top_ua),
("URL TOP 10:" , top_url),
("请求流量最大的URL TOP 10[单位:MB]:" , top_url_byte),
("请求流量最大的IP TOP 10[单位:MB]:" , top_ip_byte)
])
# 输出结果
for k,v in result.items():
print(k)
print(v)
print('='*80)pandasの勉強メモ
PandasにはSeriesとDataframeという2つの基本的なデータ構造があります。 Series は 1 次元配列に似たオブジェクトで、データとインデックスのセットで構成されます。データフレームは、行インデックスと列インデックスの両方を持つ表形式のデータ構造です。
from pandas import Series, DataFrame import pandas as pd
Series
In [1]: obj = Series([4, 7, -5, 3]) In [2]: obj Out[2]: 0 4 1 7 2 -5 3 3
Series の文字列表現は次のとおりです。インデックスが左側にあり、値が右側にあります。インデックスが指定されていない場合は、0 ～ N-1 (N はデータの長さ) の範囲の整数インデックスが自動的に作成されます。その配列表現とインデックス オブジェクトは、シリーズの値とインデックス プロパティを通じて取得できます:
In [3]: obj.values Out[3]: array([ 4, 7, -5, 3]) In [4]: obj.index Out[4]: RangeIndex(start=0, stop=4, step=1)
通常、インデックスはシリーズの作成時に指定されます:
In [5]: obj2 = Series([4, 7, -5, 3], index=['d', 'b', 'a', 'c']) In [6]: obj2 Out[6]: d 4 b 7 a -5 c 3
シリーズ内の単一または値のグループを取得しますインデックスを使用して:
In [7]: obj2['a'] Out[7]: -5 In [8]: obj2[['c','d']] Out[8]: c 3 d 4
Sort
In [9]: obj2.sort_index() Out[9]: a -5 b 7 c 3 d 4 In [10]: obj2.sort_values() Out[10]: a -5 c 3 d 4 b 7
Filter 操作
In [11]: obj2[obj2 > 0] Out[11]: d 4 b 7 c 3 In [12]: obj2 * 2 Out[12]: d 8 b 14 a -10 c 6
Members
In [13]: 'b' in obj2 Out[13]: True In [14]: 'e' in obj2 Out[14]: False
Dictionary からシリーズを作成
In [15]: sdata = {'Shanghai':35000, 'Beijing':40000, 'Nanjing':26000, 'Hangzhou':30000}
In [16]: obj3 = Series(sdata)
In [17]: obj3
Out[17]:
Beijing 40000
Hangzhou 30000
Nanjing 26000
Shanghai 35000辞書が 1 つだけ渡された場合、結果として得られる Series のインデックスは、元の辞書のキーになります (順序付けされています)。配置)
In [18]: states = ['Beijing', 'Hangzhou', 'Shanghai', 'Suzhou'] In [19]: obj4 = Series(sdata, index=states) In [20]: obj4 Out[20]: Beijing 40000.0 Hangzhou 30000.0 Shanghai 35000.0 Suzhou NaN
indexを指定するとsdataが続きます州のindexに一致する3つの値を見つけて応答位置に配置しますが、「蘇州」に対応するsdataの値が見つからないため、結果はNaNになります(数値)、pandas で欠損値または NA 値を表すために使用されます
pandas の isnull および notnull 関数を使用して欠損データを検出できます:
In [21]: pd.isnull(obj4) Out[21]: Beijing False Hangzhou False Shanghai False Suzhou True In [22]: pd.notnull(obj4) Out[22]: Beijing True Hangzhou True Shanghai True Suzhou False
Series にも同様のインスタンス メソッドがあります
In [23]: obj4.isnull() Out[23]: Beijing False Hangzhou False Shanghai False Suzhou True
Series の重要な機能は次のとおりです。データ操作中にデータを異なるインデックスに自動的に配置します
In [24]: obj3 Out[24]: Beijing 40000 Hangzhou 30000 Nanjing 26000 Shanghai 35000 In [25]: obj4 Out[25]: Beijing 40000.0 Hangzhou 30000.0 Shanghai 35000.0 Suzhou NaN In [26]: obj3 + obj4 Out[26]: Beijing 80000.0 Hangzhou 60000.0 Nanjing NaN Shanghai 70000.0 Suzhou NaN
Series のインデックスは、コピーすることでその場で変更できます
In [27]: obj.index = ['Bob', 'Steve', 'Jeff', 'Ryan'] In [28]: obj Out[28]: Bob 4 Steve 7 Jeff -5 Ryan 3
DataFrame
pandas はファイルを読み取ります
In [29]: df = pd.read_table('pandas_test.txt',sep=' ', names=['name', 'age']) In [30]: df Out[30]: name age 0 Bob 26 1 Loya 22 2 Denny 20 3 Mars 25
DataFrame の列選択
df[name]rreee
DataFrame の行選択
In [31]: df['name'] Out[31]: 0 Bob 1 Loya 2 Denny 3 Mars Name: name, dtype: object
df.iloc[0,:] #第一个参数是第几行，第二个参数是列。这里指第0行全部列 df.iloc[:,0] #全部行，第0列
要素の取得は iloc 経由で行うことができ、より高速です 方法は iat です
In [32]: df.iloc[0,:] Out[32]: name Bob age 26 Name: 0, dtype: object In [33]: df.iloc[:,0] Out[33]: 0 Bob 1 Loya 2 Denny 3 Mars Name: name, dtype: object
DataFrame ブロック選択
In [34]: df.iloc[1,1] Out[34]: 22 In [35]: df.iat[1,1] Out[35]: 22
条件に基づいて行をフィルタリングします
行をフィルタリングするには角括弧内に判定条件を追加します。条件は True または False を返す必要があります
In [36]: df.loc[1:2,['name','age']] Out[36]: name age 1 Loya 22 2 Denny 20
列を追加
In [37]: df[(df.index >= 1) & (df.index <= 3)] Out[37]: name age city 1 Loya 22 Shanghai 2 Denny 20 Hangzhou 3 Mars 25 Nanjing In [38]: df[df['age'] > 22] Out[38]: name age city 0 Bob 26 Beijing 3 Mars 25 Nanjing
並べ替え
指定どおり 列を並べ替え
In [39]: df['city'] = ['Beijing', 'Shanghai', 'Hangzhou', 'Nanjing'] In [40]: df Out[40]: name age city 0 Bob 26 Beijing 1 Loya 22 Shanghai 2 Denny 20 Hangzhou 3 Mars 25 Nanjing
In [41]: df.sort_values(by='age') Out[41]: name age city 2 Denny 20 Hangzhou 1 Loya 22 Shanghai 3 Mars 25 Nanjing 0 Bob 26 Beijingrree
# 引入numpy 构建 DataFrame import numpy as np
表示
In [42]: df = pd.DataFrame(np.arange(8).reshape((2, 4)), index=['three', 'one'], columns=['d', 'a', 'b', 'c']) In [43]: df Out[43]: d a b c three 0 1 2 3 one 4 5 6 7
転置
# 以索引排序 In [44]: df.sort_index() Out[44]: d a b c one 4 5 6 7 three 0 1 2 3 In [45]: df.sort_index(axis=1) Out[45]: a b c d three 1 2 3 0 one 5 6 7 4 # 降序 In [46]: df.sort_index(axis=1, ascending=False) Out[46]: d c b a three 0 3 2 1 one 4 7 6 5
isinを使用
# 查看表头5行 df.head(5) # 查看表末5行 df.tail(5) # 查看列的名字 In [47]: df.columns Out[47]: Index(['name', 'age', 'city'], dtype='object') # 查看表格当前的值 In [48]: df.values Out[48]: array([['Bob', 26, 'Beijing'], ['Loya', 22, 'Shanghai'], ['Denny', 20, 'Hangzhou'], ['Mars', 25, 'Nanjing']], dtype=object)
操作:
df.T Out[49]: 0 1 2 3 name Bob Loya Denny Mars age 26 22 20 25 city Beijing Shanghai Hangzhou Nanjing
In [50]: df2 = df.copy() In [51]: df2[df2['city'].isin(['Shanghai','Nanjing'])] Out[52]: name age city 1 Loya 22 Shanghai 3 Mars 25 Nanjing
グループ
グループとは次のステップを指します:
いくつかの基準に基づいてデータをグループに分割します
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