Plotagem Nativa PySpark

Introdução

Estamos entusiasmados em apresentar a plotagem nativa no PySpark com o Databricks Runtime 17.0 (notas de lançamento), um avanço empolgante para a visualização de dados. Chega de alternar entre ferramentas apenas para visualizar seus dados; agora, você pode criar gráficos bonitos e intuitivos diretamente dos seus DataFrames PySpark. É rápido, perfeito e integrado. Este recurso tão esperado torna a exploração de seus dados mais fácil e poderosa do que nunca.

Trabalhar com big data no PySpark sempre foi poderoso, especialmente quando se trata de transformar e analisar conjuntos de dados em grande escala. Embora os DataFrames do PySpark sejam construídos para escala e desempenho, os usuários anteriormente precisavam convertê-los em DataFrames da Pandas API no Apache Spark™ para gerar gráficos. Mas este passo extra tornava os fluxos de trabalho de visualização mais complicados do que precisavam ser. A diferença na estrutura entre PySpark e DataFrames estilo pandas muitas vezes levava a atritos, retardando o processo de exploração de dados visualmente.

Exemplo

Aqui está um exemplo de uso do PySpark Plotting para analisar Vendas, Lucro e Margens de Lucro em várias categorias de produtos.

Começamos com um DataFrame contendo dados de vendas e lucro para diferentes categorias de produtos, conforme mostrado abaixo:

Nosso objetivo é visualizar a relação entre Vendas e Lucro, enquanto também incorporamos a Margem de Lucro como uma dimensão visual adicional para tornar a análise mais significativa. Aqui está o código para criar o gráfico:

Note que “fig” é do tipo “plotly.graph_objs._figure.Figure”. Podemos melhorar sua aparência atualizando o layout usando as funcionalidades existentes do Plotly. A figura ajustada se parece com isso:

A partir da figura, podemos observar relações claras entre vendas e lucros em diferentes categorias. Por exemplo, Eletrônicos mostra altas vendas e lucros com uma margem de lucro relativamente moderada, indicando forte geração de receita, mas espaço para melhorar a eficiência.

Recursos do PySpark Plotting

Interface do Usuário

O usuário interage com o PySpark Plotting chamando a propriedade plot em um DataFrame do PySpark e especificando o tipo desejado de gráfico, seja como um submétodo ou definindo o parâmetro "kind". Por exemplo:

ou equivalentemente:

Este design está alinhado com as interfaces da API Pandas no Apache Spark e pandas nativo, proporcionando uma experiência consistente e intuitiva para os usuários já familiarizados com a plotagem do pandas.

Tipos de Gráficos Suportados

A plotagem PySpark suporta uma variedade de tipos de gráficos comuns, como linha, barra (incluindo horizontal), área, dispersão, pizza, caixa, histograma e gráficos de densidade/KDE. Isso permite aos usuários visualizar tendências, distribuições, comparações e relações diretamente dos DataFrames PySpark.

Interno

O recurso é alimentado por Plotly (versão 4.8 ou posterior) como o backend de visualização padrão, oferecendo capacidades de plotagem ricas e interativas, enquanto o pandas nativo é usado internamente para processar dados para a maioria dos gráficos.

Dependendo do tipo de gráfico, o processamento de dados no PySpark Plotting é gerenciado através de uma de três estratégias:

• Top N Linhas: O processo de plotagem usa um número limitado de linhas do DataFrame (padrão: 1000). Isso pode ser configurado usando o "spark.sql.pyspark.plotting.max_rows" opção, tornando-o eficiente para insights rápidos. Isso se aplica a gráficos de barras, gráficos de barras horizontais e gráficos de pizza.
• Amostragem: A amostragem aleatória representa efetivamente a distribuição geral sem processar todo o conjunto de dados. Isso garante escalabilidade mantendo a representatividade. Isso se aplica a gráficos de área, gráficos de linha e gráficos de dispersão.
• Métricas Globais: Para gráficos de caixa, histogramas e gráficos de densidade/KDE, os cálculos são realizados em todo o conjunto de dados. Isso permite uma representação precisa das distribuições de dados, garantindo a correção estatística.

Esta abordagem respeita as estratégias de plotagem da API Pandas no Apache Spark para cada tipo de gráfico, com melhorias adicionais de desempenho:

• Amostragem: Anteriormente, eram necessárias duas passagens por todo o conjunto de dados - uma para calcular a taxa de amostragem e outra para realizar a amostragem real. Implementamos um novo método baseado em amostragem de reservatório, reduzindo-o a uma única passagem.
• Subplots: Para casos em que cada coluna corresponde a um subplot, agora calculamos métricas para todas as colunas juntas, melhorando a eficiência.
• Gráficos baseados em ML: Introduzimos expressões SQL internas dedicadas para esses gráficos, permitindo otimizações do lado SQL, como a geração de código.

Conclusão

A Plotagem Nativa PySpark preenche a lacuna entre PySpark e a visualização intuitiva de dados. Este recurso capacita os usuários do PySpark a criar gráficos de alta qualidade diretamente de seus DataFrames do PySpark, tornando a análise de dados mais rápida e acessível do que nunca. Sinta-se à vontade para experimentar este recurso no Databricks Runtime 17.0 para aprimorar sua experiência de visualização de dados!

Pronto para explorar mais? Confira a documentação da API PySpark para guias detalhados e exemplos.

 

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