2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Cloud Composerの特徴とワークフロー定義 / タスク定義とは？

2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Cloud Composerの特徴とワークフロー定義 / タスク定義とは？について解説します。
（★注意：GCP資格 Professional Data Engineer(PDE)試験の公式テキスト・問題集などを元に独自にまとめたものです）

Google Cloud Platform（GCP）のProfessional Data Engineer（PDE）試験において、Cloud Composerの知識は重要です。Cloud Composerは、フルマネージドのワークフロー管理サービスであり、Apache Airflowをベースにしています。

以下に、Cloud Composerの主な特徴とコンポーネントについて説明します。

Cloud Composerの特徴

• Apache Airflowの利用：: Cloud Composerは、オープンソースのApache Airflowを基にしています。Apache Airflowは、ワークフローのスケジューリングと監視に広く使用されているツールです。
• Pythonによるワークフロー定義：: Cloud Composerでは、Pythonを使用してタスク、DAG（有向非巡回グラフ）、ワークフローを定義します。
  DAGを使用することで、タスク間の依存関係を効果的に管理できます。

Cloud Composerのコンポーネント

• Kubernetesクラスタ：: Airflowの実行環境としてKubernetesクラスタを使用します。Celeryと呼ばれる分散タスクキューを含むことが一般的です。
• Cloud Storageバケット：: AirflowのDAGやプラグインを配置するためのCloud Storageバケットが提供されます。
• Cloud LoggingとCloud Monitoring：: ワークフローの監視とログの管理にCloud LoggingとCloud Monitoringが使用されます。
• サービス側リソース：: Airflow Web UIは、ワークフローの状態を確認し、管理するためのWebベースのインターフェースを提供します。
  Cloud SQLは、Airflowのバックエンドデータベースとして機能し、設定情報やジョブの履歴を保持します。

Cloud Composerのタスク定義

• DAG（有向非巡回グラフ）：: DAGは、関連する一連のタスクをまとめたもので、依存関係を定義します。一つのDAGは一つのワークフローに対応します。
• タスク：: DAG内の単一の処理を表すノードです。具体的な処理はオペレータを使用して定義されます。
• オペレータ：: タスクの処理内容を定義するためのコンポーネントです。例えば、BashOperator, PythonOperator, GoogleCloudStorageToBigQueryOperator, BigQueryOperatorなどがあります。

【練習問題】Cloud Composerの特徴とワークフロー定義 / タスク定義

練習問題1: Cloud Composerとオープンソースツール

• 問題
  Cloud Composerはどのオープンソースツールを基にしていますか？
• A. Kubernetes
  B. Docker
  C. Apache Hadoop
  D. Apache Airflow
• 解答
  D. Apache Airflow
• 解説
  Cloud ComposerはApache Airflowを基に構築されたフルマネージドのワークフロー管理サービスです。Airflowは、タスクのスケジューリングと監視に広く使用されており、Cloud ComposerはAirflowをGCP上で容易に利用できるようにしています。

練習問題2: Cloud Composerのワークフロー定義

• 問題
  Cloud Composerでワークフローを定義する際に使用するプログラミング言語は何ですか？
• A. JavaScript
  B. Python
  C. Go
  D. Ruby
• 解答
  B. Python
• 解説
  Cloud Composerでは、Pythonを使用してワークフローを定義します。ユーザーはPythonコードでDAGを記述し、タスクの依存関係や実行順序を制御できます。

練習問題3: Cloud Composerのタスクとオペレータ

• 問題
  Cloud Composerにおいて、タスクの処理内容を具体的に定義するコンポーネントは何と呼ばれますか？
• A. DAGs
  B. Executors
  C. Operators
  D. Services
• 解答
  C. Operators
• 解説
  Cloud Composerのワークフローでは、各タスクの処理内容はオペレータによって定義されます。オペレータは、特定のタイプのタスクを実行するためのコードであり、例えばBashOperatorはシェルスクリプトを実行し、PythonOperatorはPython関数を実行します。データエンジニアは、複雑なデータワークフローを効率的に構築できます。

まとめ

PDE試験では、Cloud Composerを使用してデータワークフローをどのように管理するか、またGCP内の他のサービスとどのように統合するかについての知識が求められます。

実際のデータエンジニアリングのシナリオにおいて、Cloud Composerを効果的に使用する方法についての理解も重要です。

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