Python pandas を使ってKafka データを可視化・分析する方法

こんにちは！ウェブ担当の加藤です。マーケ関連のデータ分析や整備もやっています。

Python エコシステムには多くのライブラリがあり、開発やデータ分析を行う際には必須と言っていいライブラリも多く存在します。CData Python Connector for ApacheKafka は、pandas、Matplotlib、SQLAlchemy から使用することで Kafka にデータ連携するPython アプリケーションを構築したり、Kafka データの可視化を実現します。本記事では、pandas、SQLAlchemy、およびMatplotlib のビルトイン機能でKafka にリアルタイムアクセスし、クエリを実行して結果を可視化する方法を説明します。

CData Python Connectors の特徴

CData Python Connectors は、以下のような特徴を持った製品です。

1. Kafka をはじめとする、CRM、MA、会計ツールなど多様なカテゴリの270種類以上のSaaS / オンプレデータソースに対応
2. pandas をはじめとする多様なデータ分析・BI ツールにKafka データを連携
3. ノーコードでの手軽な接続設定

CData Python Connectors では、1.データソースとしてKafka の接続を設定、2.Python からPython Connectors との接続を設定、という2つのステップだけでデータソースに接続できます。以下に具体的な設定手順を説明します。

以下の手順に従い、必要なライブラリをインストールし、Python オブジェクト経由でKafka にアクセスします。

必要なライブラリのインストール

pip で、pandas & Matplotlib ライブラリおよび、SQLAlchemy をインストールします。

pip install pandas
pip install matplotlib
pip install sqlalchemy

次にライブラリをインポートします。

import pandas
import matplotlib.pyplot as plt
from sqlalchemy import create_engine

Python でKafka データを可視化

次は接続文字列を作成してKafka に接続します。create_engine 関数を使って、Kafka に連携するEngne を作成します。以下はサンプルの接続文字列になりますので、環境に応じてクレデンシャル部分を変更してください。

engine = create_engine("apachekafka:///?User=admin&Password=pass&BootStrapServers=https://localhost:9091&Topic=MyTopic")

BootstrapServers およびTopic プロパティを設定して、Apache Kafka サーバーのアドレスと、対話するトピックを指定します。

認可メカニズム

• SASL Plain：User およびPassword プロパティを指定する必要があります。AuthScheme は'Plain' に設定します。
• SASL SSL：User およびPassword プロパティを指定する必要があります。AuthScheme は'Scram' に、UseSSL はtrue に設定します。
• SSL：SSLCert およびSSLCertPassword プロパティを指定する必要があります。UseSSL はtrue に設定します。
• Kerberos：User およびPassword プロパティを指定する必要があります。AuthScheme は'Kerberos' に設定します。

サーバー証明書を信頼する必要がある場合があります。そのような場合は、必要に応じてTrustStorePath およびTrustStorePassword を指定してください。

Kafka にアクセスするSQL を実行

pandas のread_sql 関数を使って好きなSQL を発行して、DataFrame にデータを格納します。

df = pandas.read_sql("""SELECT Id, Column1 FROM SampleTable_1 WHERE Column2 = '100'""", engine)

Kafka データを可視化

DataFrame に格納されたクエリ結果に対して、plot 関数をつかって、Kafka データをグラフ化してみます。

df.plot(kind="bar", x="Id", y="Column1")
plt.show()

Kafka からPython へのデータ連携には、ぜひCData Python Connector をご利用ください

このようにCData Python Connector と併用することで、270を超えるSaaS、NoSQL データをPython からコーディングなしで扱うことができます。30日の無償評価版が利用できますので、ぜひ自社で使っているクラウドサービスやNoSQL と合わせて活用してみてください。

日本のユーザー向けにCData Python Connector は、UI の日本語化、ドキュメントの日本語化、日本語でのテクニカルサポートを提供しています。

ソースコード

import pandas
import matplotlib.pyplot as plt
from sqlalchemy import create_engin

engine = create_engine("apachekafka:///?User=admin&Password=pass&BootStrapServers=https://localhost:9091&Topic=MyTopic")
df = pandas.read_sql("""SELECT Id, Column1 FROM SampleTable_1 WHERE Column2 = '100'""", engine)

df.plot(kind="bar", x="Id", y="Column1")
plt.show()