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フルカスタムコンポーネントの構築

このガイドでは、TFX API を使用してフルカスタムコンポーネントを構築する方法について説明します。フルカスタムコンポーネントを使用すると、コンポーネント仕様、Executor、およびコンポーネントインターフェイスクラスを定義し、コンポーネントを構築できます。これより、ニーズに合わせて標準コンポーネントを再利用および拡張できます。

TFX パイプラインが初めての方は、TFX パイプラインの中心的概念の学習をご確認ください。

カスタム Executor またはカスタムコンポーネント

コンポーネントの入力、出力、および実行プロパティが既存のコンポーネントと同じで、カスタム処理ロジックのみが必要な場合は、カスタム Executor で十分です。入力、出力、または実行プロパティのいずれかが既存の TFX コンポーネントと異なる場合は、フルカスタムコンポーネントが必要です。

カスタムコンポーネントの作成

フルカスタムのコンポーネントを作成するには、以下が必要です。

  • 新しいコンポーネントの定義済み入力および出力アーティファクト仕様。特に、入力アーティファクトの型は、アーティファクトを生成するコンポーネントの出力アーティファクト型と一致している必要があり、出力アーティファクトの型は、アーティファクトを使用するコンポーネントの入力アーティファクト型と一致している必要があります。
  • 新しいコンポーネントに必要なアーティファクト以外の実行パラメータ。

ComponentSpec

ComponentSpecクラスは、コンポーネントへの入力アーティファクトと出力アーティファクト、およびコンポーネントの実行に使用されるパラメータを定義することにより、コンポーネントコントラクトを定義します。これには 3 つの部分があります。

  • 入力: コンポーネント Executor にある入力アーティファクトの型付きパラメータの辞書。通常、入力アーティファクトはアップストリームコンポーネントからの出力であるため、同じ型を共有します。
  • 出力: コンポーネントが生成する出力アーティファクトの型付きパラメータの辞書。
  • パラメータ: コンポーネント Executor に渡される追加のExecutionParameter アイテムの辞書。これらは、パイプライン DSL で柔軟に定義し、実行に渡すアーティファクト以外のパラメータです。

以下は、ComponentSpec の例です。

class HelloComponentSpec(types.ComponentSpec):
  """ComponentSpec for Custom TFX Hello World Component."""

  PARAMETERS = {
      # These are parameters that will be passed in the call to
      # create an instance of this component.
      'name': ExecutionParameter(type=Text),
  }
  INPUTS = {
      # This will be a dictionary with input artifacts, including URIs
      'input_data': ChannelParameter(type=standard_artifacts.Examples),
  }
  OUTPUTS = {
      # This will be a dictionary which this component will populate
      'output_data': ChannelParameter(type=standard_artifacts.Examples),
  }

Executor

次に、新しいコンポーネントの Executor コードを記述します。基本的に、base_executor.BaseExecutorの新しいサブクラスを作成し、そのDo関数をオーバーライドする必要があります。Do関数では、INPUTSOUTPUTSおよびPARAMETERSにマップして渡されるinput_dictoutput_dictおよびexec_properties引数は、ComponentSpec でそれぞれ定義されます。exec_propertiesの場合、値はディクショナリルックアップを介して直接フェッチできます。input_dictおよびoutput_dictのアーティファクトの場合、アーティファクトインスタンスまたはアーティファクト URI をフェッチするための artifact_utils クラスで使用できる便利な関数があります。

class Executor(base_executor.BaseExecutor):
  """Executor for HelloComponent."""

  def Do(self, input_dict: Dict[Text, List[types.Artifact]],
         output_dict: Dict[Text, List[types.Artifact]],
         exec_properties: Dict[Text, Any]) -> None:
    ...

    split_to_instance = {}
    for artifact in input_dict['input_data']:
      for split in json.loads(artifact.split_names):
        uri = artifact_utils.get_split_uri([artifact], split)
        split_to_instance[split] = uri

    for split, instance in split_to_instance.items():
      input_dir = instance
      output_dir = artifact_utils.get_split_uri(
          output_dict['output_data'], split)
      for filename in tf.io.gfile.listdir(input_dir):
        input_uri = os.path.join(input_dir, filename)
        output_uri = os.path.join(output_dir, filename)
        io_utils.copy_file(src=input_uri, dst=output_uri, overwrite=True)

カスタム Executor の単体テスト

カスタム Executor の単体テストは、こちらのように作成できます。

コンポーネントインターフェイス

最も複雑な部分は以上です。次の手順では、これらの部分をコンポーネントインターフェイスにアセンブルし、コンポーネントをパイプラインで使用できるようにします。これには、いくつかのステップがあります。

  • コンポーネントインターフェイスをbase_component.BaseComponentのサブクラスにします
  • 以前に定義されたComponentSpecクラスをもつクラス変数SPEC_CLASSを割り当てます
  • 以前に定義された Executor クラスをもつクラス変数EXECUTOR_SPECを割り当てます
  • 関数の引数を使用して__init__()コンストラクタ関数を定義し、ComponentSpec クラスのインスタンスを構築し、その値とオプションの名前を使用してスーパー関数を呼び出します。

コンポーネントのインスタンスが作成されると、base_component.BaseComponentクラスの型チェックロジックが呼び出され、渡された引数がComponentSpecクラスで定義された型情報と互換性があることを確認します。

from tfx.types import standard_artifacts
from hello_component import executor

class HelloComponent(base_component.BaseComponent):
  """Custom TFX Hello World Component."""

  SPEC_CLASS = HelloComponentSpec
  EXECUTOR_SPEC = executor_spec.ExecutorClassSpec(executor.Executor)

  def __init__(self,
               input_data: types.Channel = None,
               output_data: types.Channel = None,
               name: Optional[Text] = None):
    if not output_data:
      examples_artifact = standard_artifacts.Examples()
      examples_artifact.split_names = input_data.get()[0].split_names
      output_data = channel_utils.as_channel([examples_artifact])

    spec = HelloComponentSpec(input_data=input_data,
                              output_data=output_data, name=name)
    super(HelloComponent, self).__init__(spec=spec)

TFX パイプラインにアセンブルする

最後のステップは、新しいカスタムコンポーネントを TFX パイプラインにプラグすることです。新しいコンポーネントのインスタンスの他に、以下を追加する必要があります。

  • 新しいコンポーネントのアップストリームコンポーネントとダウンストリームコンポーネントを適切に接続します。これは、新しいコンポーネントでアップストリームコンポーネントの出力を参照し、ダウンストリームコンポーネントで新しいコンポーネントの出力を参照することによって行われます。
  • パイプラインを構築するときに、新しいコンポーネントインスタンスをコンポーネントリストに追加します。

以下の例は、前述の変更を示しています。完全な例は、TFX GitHub リポジトリをご覧ください。

def _create_pipeline():
  ...
  example_gen = CsvExampleGen(input_base=examples)
  hello = component.HelloComponent(
      input_data=example_gen.outputs['examples'], name='HelloWorld')
  statistics_gen = StatisticsGen(examples=hello.outputs['output_data'])
  ...
  return pipeline.Pipeline(
      ...
      components=[example_gen, hello, statistics_gen, ...],
      ...
  )

フルカスタムコンポーネントのデプロイ

パイプラインを適切に実行するには、コードの変更に加えて、新しく追加されたすべてのパーツ(ComponentSpecExecutor、コンポーネントインターフェイス)がパイプライン実行環境でアクセス可能である必要があります。