Самый быстрый способ записи файлов HDF5 с Python? - PullRequest
21 голосов
/ 29 марта 2011

Учитывая большой (10 с ГБ) CSV-файл со смешанным текстом / цифрами, какой самый быстрый способ создать файл HDF5 с тем же содержимым при сохранении разумного использования памяти?

Я бы хотел использовать модуль h5py, если это возможно.

В приведенном ниже примере с игрушкой я обнаружил невероятно медленный и невероятно быстрый способ записи данных в HDF5. Будет ли лучше записывать в HDF5 порциями по 10 000 строк или около того? Или есть лучший способ записать огромное количество данных в такой файл?

import h5py

n = 10000000
f = h5py.File('foo.h5','w')
dset = f.create_dataset('int',(n,),'i')

# this is terribly slow
for i in xrange(n):
  dset[i] = i

# instantaneous
dset[...] = 42

Ответы [ 3 ]

7 голосов
/ 06 апреля 2011

Я бы не стал разбивать данные на фрагменты и сохранял бы их как серии наборов данных из одного массива (в соответствии с тем, что предлагает Бенджамин).Я только что завершил загрузку выходных данных корпоративного приложения, над которым я работал, в HDF5 и смог упаковать около 4,5 миллиардов составных типов данных в 450 000 наборов данных, каждый из которых содержит массив из 10 000 данных.Запись и чтение теперь кажутся довольно мгновенными, но когда я изначально пытался разделить данные на части, они были мучительно медленными.

Просто мысль!

Обновление:

Это парафрагменты взяты из моего реального кода (я пишу на C против Python, но вы должны понять, что я делаю) и изменены для ясности.Я просто пишу длинные целые числа без знака в массивах (10000 значений на массив) и читаю их обратно, когда мне нужно фактическое значение

Это мой типичный код записи.В этом случае я просто записываю длинную целочисленную последовательность без знака в последовательность массивов и загружаю каждую последовательность массивов в hdf5 по мере их создания.

//Our dummy data: a rolling count of long unsigned integers
long unsigned int k = 0UL;
//We'll use this to store our dummy data, 10,000 at a time
long unsigned int kValues[NUMPERDATASET];
//Create the SS adata files.
hid_t ssdb = H5Fcreate(SSHDF, H5F_ACC_TRUNC, H5P_DEFAULT, H5P_DEFAULT);
//NUMPERDATASET = 10,000, so we get a 1 x 10,000 array
hsize_t dsDim[1] = {NUMPERDATASET};
//Create the data space.
hid_t dSpace = H5Screate_simple(1, dsDim, NULL);
//NUMDATASETS = MAXSSVALUE / NUMPERDATASET, where MAXSSVALUE = 4,500,000,000
for (unsigned long int i = 0UL; i < NUMDATASETS; i++){
    for (unsigned long int j = 0UL; j < NUMPERDATASET; j++){
        kValues[j] = k;
        k += 1UL;
    }
    //Create the data set.
    dssSet = H5Dcreate2(ssdb, g_strdup_printf("%lu", i), H5T_NATIVE_ULONG, dSpace, H5P_DEFAULT, H5P_DEFAULT, H5P_DEFAULT);
    //Write data to the data set.
    H5Dwrite(dssSet, H5T_NATIVE_ULONG, H5S_ALL, H5S_ALL, H5P_DEFAULT, kValues);
    //Close the data set.
    H5Dclose(dssSet);
}
//Release the data space
H5Sclose(dSpace);
//Close the data files.
H5Fclose(ssdb);

Это немного измененная версия моего кода для чтения.Есть более элегантные способы сделать это (то есть, я мог бы использовать гиперплоскости, чтобы получить значение), но это было самое чистое решение в отношении моего довольно дисциплинированного процесса разработки Agile / BDD.

unsigned long int getValueByIndex(unsigned long int nnValue){
    //NUMPERDATASET = 10,000
    unsigned long int ssValue[NUMPERDATASET];
    //MAXSSVALUE = 4,500,000,000; i takes the smaller value of MAXSSVALUE or nnValue
    //to avoid index out of range error 
    unsigned long int i = MIN(MAXSSVALUE-1,nnValue);
    //Open the data file in read-write mode.
    hid_t db = H5Fopen(_indexFilePath, H5F_ACC_RDONLY, H5P_DEFAULT);
    //Create the data set. In this case, each dataset consists of a array of 10,000
    //unsigned long int and is named according to its integer division value of i divided
    //by the number per data set.
    hid_t dSet = H5Dopen(db, g_strdup_printf("%lu", i / NUMPERDATASET), H5P_DEFAULT);
    //Read the data set array.
    H5Dread(dSet, H5T_NATIVE_ULONG, H5S_ALL, H5S_ALL, H5P_DEFAULT, ssValue);
    //Close the data set.
    H5Dclose(dSet);
    //Close the data file.
    H5Fclose(db);
    //Return the indexed value by using the modulus of i divided by the number per dataset
    return ssValue[i % NUMPERDATASET];
}

Основноеtake-take - это внутренний цикл в коде записи и целочисленные операции деления и модуляции, чтобы получить индекс массива данных и индекс нужного значения в этом массиве.Дайте мне знать, если это достаточно ясно, чтобы вы могли собрать что-то подобное или лучше в h5py.В C это очень просто и дает мне значительно лучшее время чтения / записи по сравнению с решением по фрагментам данных.Плюс, поскольку я все равно не могу использовать сжатие с составными наборами данных, очевидный положительный эффект разбивки на куски - спорный вопрос, поэтому все мои соединения хранятся одинаково.

5 голосов
/ 27 июня 2014

, используя гибкость numpy.loadtxt, получит данные из файла в numpy array, что, в свою очередь, идеально для инициализации набора данных hdf5.

import h5py
import numpy as np

d = np.loadtxt('data.txt')
h = h5py.File('data.hdf5', 'w')
dset = h.create_dataset('data', data=d)
3 голосов
/ 29 марта 2011

Я не уверен, что это самый эффективный способ (и я никогда не использовал его; я просто собираю некоторые инструменты, которые я использовал независимо), но вы могли бы прочитать файл csv в пустой массив использование вспомогательных методов matplotlib для csv .

Вероятно, вы также можете найти способ чтения csv-файлов в чанках, чтобы избежать загрузки всего этого на диск. Затем используйте recarray (или фрагменты в нем), чтобы записать все (или его большие куски) в набор данных h5py. Я не совсем уверен, как h5py справляется с обработками, но в документации указано, что все должно быть в порядке.

По сути, если возможно, попробуйте записывать большие куски данных сразу, а не перебирать отдельные элементы.

Другая возможность для чтения файла CSV просто numpy.genfromtxt

Вы можете получить нужные столбцы, используя ключевое слово usecols, и затем читать только в указанном наборе строк, правильно установив ключевые слова skip_header и skip_footer.

...