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在python中按用戶計算并發會話

2022-09-29 20:12:44 企業開發

我有一個用戶登錄和注銷表。

該表看起來像這樣,但有幾十萬行:

data = [['aa', '2020-05-31 00:00:01', '2020-05-31 00:00:31'],
        ['bb','2020-05-31 00:01:01', '2020-05-31 00:02:01'],
        ['aa','2020-05-31 00:02:01', '2020-05-31 00:06:03'],
        ['cc','2020-05-31 00:03:01', '2020-05-31 00:04:01'],
        ['dd','2020-05-31 00:04:01', '2020-05-31 00:34:01'],
        ['aa', '2020-05-31 00:05:01', '2020-05-31 00:07:31'],
        ['bb','2020-05-31 00:05:01', '2020-05-31 00:06:01'],
        ['aa','2020-05-31 00:05:01', '2020-05-31 00:08:03'],
        ['cc','2020-05-31 00:10:01', '2020-05-31 00:40:01'],
        ['dd','2020-05-31 00:20:01', '2020-05-31 00:35:01']]


df_test = pd.DataFrame(data,  columns=['user_id','login', 'logout'], dtype='datetime64[ns]')

我能夠使用 for 回圈以一種 hacky 的方式解決這個問題。它在較小的資料集上運行良好,但在 300k 行上需要數小時。

基本上,這段代碼計算每個會話有多少用戶同時登錄(會話是每一行)

這是我的解決方案。它給出了我需要的結果。我也可以通過使用 apply 撰寫 lambda 來做到這一點,但這需要更長的時間。

# create a new column for simultaneous
df_test['simultaneous'] = 0

start_time = time.time()

# loop through dataframe and check condition
for i in df_test.index:
    login, logout = df_test.loc[i,'login'], df_test.loc[i,'logout']
    this_index = df_test.index.isin([i])
    df_test.loc[i, 'simultaneous'] = int(sum(
        (df_test[~this_index]['login'] <= logout) & (df_test[~this_index]['logout'] >= login)
    ))
print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

請您看一下,讓我知道是否有更好的方法來獲得相同的結果。也許我錯過了一些明顯的東西。

提前致謝!

uj5u.com熱心網友回復:

該演算法采用流式方法,基于此資料按登錄時間排序的事實對于每個會話,它會記錄尚未超過注銷時間的所有會話的計數(只需將注銷時間存盤在串列中,并在每次檢查新會話時從該串列中洗掉陳舊條目)。我決定將 sess1.logout==sess2.login 算作同時發生,但如果您不同意,可以將其更改>=為。>

演算法在calculate函式中。

#!/usr/bin/python

import datetime
import random
import time
from statistics import mean, stdev


def calculate(data):
    active_sessions = []
    simultaneous_sessions = []
    for user_id, login, logout in data:
        active_sessions = [ts for ts in active_sessions if ts >= login]
        simultaneous_sessions.append(len(active_sessions))
        active_sessions.append(logout)
    return simultaneous_sessions


def generate_data(numsessions):
    start_time = datetime.datetime(2020, 5, 13, 0, 0, 1)
    data = []
    while len(data) < numsessions:
        for cnt in range(random.choice([0, 0, 0, 1, 1, 2, 3])):
            user_id = chr(ord("a")   cnt) * 2
            duration = random.choice([30, 30, 60, 90, 90, 900, 1800])
            logout_time = start_time   datetime.timedelta(seconds=duration)
            data.append(
                (
                    user_id,
                    start_time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"),
                    logout_time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"),
                )
            )

        start_time  = datetime.timedelta(minutes=1)
    return data


start_time = time.time()
num_sessions = 3 * 1e5  # 300,000
print(f"generating data for {num_sessions:.0f} sessions")
data = generate_data(num_sessions)
print(f"sample data=[{data[0]}]")
print("--- %.2f seconds ---" % (time.time() - start_time))
start_time = time.time()
print("calculating simultaneous sessions")
simultaneous_sessions = calculate(data)
print(
    "for {} sessions have max={} min={}, mean={:.2f} stdev={:.2f}".format(
        len(simultaneous_sessions),
        max(simultaneous_sessions),
        min(simultaneous_sessions),
        mean(simultaneous_sessions),
        stdev(simultaneous_sessions),
    )
)
print("--- %.2f seconds ---" % (time.time() - start_time))

從性能的角度來看,我遍歷串列一次,雖然我不斷地重新創建 active_sessions 串列,但只要 active_sessions 是一個小數字,這將很快。您可以通過更有效的 active_sessions 串列進行其他優化,但這應該比為每個會話搜索所有資料要快得多。即使資料沒有按登錄時間排序,我認為按登錄時間排序然后使用此演算法比掃描每個會話的所有會話更有效。

更新:我添加了一個合成資料生成器,它基于一些隨機變數創建了一堆會話。這表明該演算法對于 300k 行將花費不到一秒的時間。

對于 300k 會話,大約需要 0.4 秒:

generating data for 300000 sessions
sample data=[('aa', '2020-05-13 00:02:01', '2020-05-13 00:03:31')]
--- 1.99 seconds ---
calculating simultaneous sessions
for 300001 sessions have max=26 min=0, mean=7.42 stdev=2.76
--- 0.35 seconds ---

300 萬次會話大約需要 4 秒:

generating data for 3000000 sessions
sample data=[('aa', '2020-05-13 00:00:01', '2020-05-13 00:01:31')]
--- 19.35 seconds ---
calculating simultaneous sessions
for 3000001 sessions have max=26 min=0, mean=7.43 stdev=2.77
--- 3.93 seconds ---

上)

uj5u.com熱心網友回復:

試試這個解決方案,data * 30_000計算結果大約需要 1900 秒(AMD 3700X/Python 3.9.7) - 但我不確定它將如何處理真實資料:

mn = df_test["login"].min()
mx = df_test["logout"].max()
tmp = pd.Series(0, index=pd.date_range(mn, mx, freq="S"), dtype=object)


def fn1(x):
    tmp[x["login"] : x["logout"]] = [
        v | (1 << x.name) for v in tmp[x["login"] : x["logout"]]
    ]


def fn2(x):
    out = 0
    for v in tmp[x["login"] : x["logout"]]:
        out |= v

    # If you use Python 3.10  you can use this answer
    # https://stackoverflow.com/a/64848298/10035985
    # which should be ~6x faster instead of this:
    return bin(out).count("1") - 1


df_test.apply(fn1, axis=1)
df_test["sim"] = df_test.apply(fn2, axis=1)

uj5u.com熱心網友回復:

如果你重組你的資料,你可以做一次通過它。這是一個很好的應用程式pandas.melt

# use a session id, as opposed to a user id, as a single user can log in multiple times:
df_test['sid'] = df_test.user_id   "-"   df_test.index.astype(str)

#df_test 
#  user_id               login              logout   sid
#0      aa 2020-05-31 00:00:01 2020-05-31 00:00:31  aa-0
#1      bb 2020-05-31 00:01:01 2020-05-31 00:02:01  bb-1
#2      aa 2020-05-31 00:02:01 2020-05-31 00:06:03  aa-2
#3      cc 2020-05-31 00:03:01 2020-05-31 00:04:01  cc-3
#4      dd 2020-05-31 00:04:01 2020-05-31 00:34:01  dd-4
#5      aa 2020-05-31 00:05:01 2020-05-31 00:07:31  aa-5
#6      bb 2020-05-31 00:05:01 2020-05-31 00:06:01  bb-6
#7      aa 2020-05-31 00:05:01 2020-05-31 00:08:03  aa-7
#8      cc 2020-05-31 00:10:01 2020-05-31 00:40:01  cc-8
#9      dd 2020-05-31 00:20:01 2020-05-31 00:35:01  dd-9

# restructure the data, and sort it
df_chrono = pd.melt(df_test.set_index('sid'), value_vars=['login', 'logout'], ignore_index=False)

df_chrono = df_chrono.sort_values(by='value').reset_index()
#df_chrono:
#     sid variable               value
#0   aa-0    login 2020-05-31 00:00:01
#1   aa-0   logout 2020-05-31 00:00:31
#2   bb-1    login 2020-05-31 00:01:01
#3   aa-2    login 2020-05-31 00:02:01
#4   bb-1   logout 2020-05-31 00:02:01
#5   cc-3    login 2020-05-31 00:03:01
#6   dd-4    login 2020-05-31 00:04:01
#7   cc-3   logout 2020-05-31 00:04:01
#8   aa-5    login 2020-05-31 00:05:01
#9   bb-6    login 2020-05-31 00:05:01
#10  aa-7    login 2020-05-31 00:05:01
#11  bb-6   logout 2020-05-31 00:06:01
#12  aa-2   logout 2020-05-31 00:06:03
#13  aa-5   logout 2020-05-31 00:07:31
#14  aa-7   logout 2020-05-31 00:08:03
#15  cc-8    login 2020-05-31 00:10:01
#16  dd-9    login 2020-05-31 00:20:01
#17  dd-4   logout 2020-05-31 00:34:01
#18  dd-9   logout 2020-05-31 00:35:01
#19  cc-8   logout 2020-05-31 00:40:01

使用按時間順序排列的資料,我們可以通過并輕松跟蹤每次迭代的登錄者(注意:請參閱下面的更新以獲取以下回圈的更優化版本)

# keep track of the current logins in simul_tracker, allowing for a single pass through the data

simul_track = {}
results = {"sid": [], "simul":[]}

for i,row in df_chrono.iterrows():
    
    if row.variable=='login':
        for sid in simul_track:
            simul_track[sid]  = 1
        
        if row.sid not in simul_track:
            simul_track[row.sid] = len(simul_track)  # number of current logins
    
    else:
        results['simul'].append(simul_track.pop(row.sid))
        results['sid'].append (row.sid)

#results 
#{'sid': ['aa-0',
#  'bb-1',
#  'cc-3',
#  'bb-6',
#  'aa-2',
#  'aa-5',
#  'aa-7',
#  'dd-4',
#  'dd-9',
#  'cc-8'],
# 'simul': [0, 1, 2, 4, 6, 4, 4, 7, 2, 2]}

您可以使用結果字典更新原始資料框(注意結果鍵'sid'對于對齊至關重要)

pd.merge(df_test, pd.DataFrame(results), on='sid') 
#  user_id               login              logout   sid  simul
#0      aa 2020-05-31 00:00:01 2020-05-31 00:00:31  aa-0      0
#1      bb 2020-05-31 00:01:01 2020-05-31 00:02:01  bb-1      1
#2      aa 2020-05-31 00:02:01 2020-05-31 00:06:03  aa-2      6
#3      cc 2020-05-31 00:03:01 2020-05-31 00:04:01  cc-3      2
#4      dd 2020-05-31 00:04:01 2020-05-31 00:34:01  dd-4      7
#5      aa 2020-05-31 00:05:01 2020-05-31 00:07:31  aa-5      4
#6      bb 2020-05-31 00:05:01 2020-05-31 00:06:01  bb-6      4
#7      aa 2020-05-31 00:05:01 2020-05-31 00:08:03  aa-7      4
#8      cc 2020-05-31 00:10:01 2020-05-31 00:40:01  cc-8      2
#9      dd 2020-05-31 00:20:01 2020-05-31 00:35:01  dd-9      2

更新

如果有大量用戶同時登錄,上述字典更新(for sid in simul_track: simul_track[sid] = 1)可能會成為瓶頸。為了解決這個問題,可以使用以下方案:

import numpy as np
import time

t = time.time()
results = {"sid": [], "simul":[]}
n_records = len(df_chrono)
n_active = 0  # we will track the number of active logins here

# create an array for quick incremental updates
# Each session id gets a unique element in tracker
n_session = len(df_test)
tracker = np.zeros(n_session, dtype=np.uint)
# we create a 1-to-1 mapping from session id to the tracker array
idx_from_sid = {sid:i for i,sid in zip(df_test.index, df_test.sid)}

for i,row in df_chrono.iterrows():
    idx = idx_from_sid[row.sid]  # position in data array corresonding to this particular session id
    
    # print progress
    if i % 100==0:
        perc_done = i / n_records * 100.
        print("prog=%.2f%% (rt=%.3fsec)."% (perc_done, time.time()-t), flush=True, end='\r' )
    
    if row.variable=='login':
        # We track two quantities
        # The first is how many additional users log in after current sid starts
        tracker  = 1  # never mind that we increment all values here; on the next line we override this particular sessions value

        # the second is how many active users there are when this session id starts log in
        tracker[idx] = n_active
        n_active  = 1
    else:
        n_active = n_active - 1
        count = tracker[idx]
        results['simul'].append(count)
        results['sid'].append(row.sid)
print("")

與其他答案之一類似,我在 data*30000 上對此進行了計時,以模擬 300,000 行的縮放,并且能夠simultaneous在 ~110 秒內計算出這些值。


現在,根據我的回答,您可能仍然對您的原始解決方案感興趣,并且您也可以使用該解決方案進行一些優化。特別是df_test.loc[~this_index]: 每次迭代只需執行一次。此外,df.loc[this_index]是資料框中的單行,并且(df_test[this_index]['login'] <= logout) & (df_test[this_index]['logout'] >= login)始終為 True ,因此無需進行切片:

df_test.reset_index(drop=True) # just in case
for i, row in df_test.iterrows():
    
    df_test.loc[i, 'simultaneous'] = int(np.sum(
        (df_test.login <= row.logout) & (df_test.logout >= row.login)
    )) -1  # note the subtraction by one saves us from having to do df.loc[~this_index]

    # alternatively, you can try to use numexpr to speed up the element wise comparisons
    #in_lt_out = pd.eval('df_test.login <= row.logout', engine='numexpr')
    #out_gt_in = pd.eval('df_test.logout >= row.login', engine='numexpr')
    #simul = np.sum(pd.eval('in_lt_out & out_gt_in', engine='numexpr'))
    #df_test.loc[i, 'simultaneous'] = int(simul-1)


請注意,我很好奇您試圖對.isin呼叫做什么,這讓我認為您對同時的定義可能是針對唯一用戶的,但是,在您的解決方案中,情況并非如此。這可能是你想要更清楚的事情。我相信我發布的解決方案,如果您想同時反映唯一的登錄名,您可以簡單地將“sid”替換為“user_id”,但我還沒有測驗過。祝你好運,有趣的問題。

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qiye/510106.html

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    git泄露獲取原始碼 使用GET傳參,引數為exp 經過三層過濾執行 第一層過濾偽協議,第二層過濾帶引數的函式,第三層過濾一些函式 preg_replace('/[a-z,_]+\((?R)?\)/', NULL, $_GET['exp'] (?R)參考當前正則運算式,相當于匹配函式里的引數 因此傳遞 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:56:07 more
  • 等保2.0實施流程

    流程 結論 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:56:16 more
最新发布
  • 使用Django Rest framework搭建Blog

    在前面的Blog例子中我們使用的是GraphQL, 雖然GraphQL的使用處于上升趨勢,但是Rest API還是使用的更廣泛一些. 所以還是決定回到傳統的rest api framework上來, Django rest framework的官網上給了一個很好用的QuickStart, 我參考Qu ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:17:54 more
  • 記錄-new Date() 我忍你很久了!

    這里給大家分享我在網上總結出來的一些知識,希望對大家有所幫助 大家平時在開發的時候有沒被new Date()折磨過?就是它的諸多怪異的設定讓你每每用的時候,都可能不小心踩坑。造成程式意外出錯,卻一下子找不到問題出處,那叫一個煩透了…… 下面,我就列舉它的“四宗罪”及應用思考 可惡的四宗罪 1. Sa ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:17:47 more
  • 使用Vue.js實作文字跑馬燈效果

    實作文字跑馬燈效果,首先用到 substring()截取 和 setInterval計時器 clearInterval()清除計時器 效果如下: 實作代碼如下: <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:12:31 more
  • JavaScript 運算子

    JavaScript 運算子/運算子 在 JavaScript 中,有一些運算子可以使代碼更簡潔、易讀和高效。以下是一些常見的運算子: 1、可選鏈運算子(optional chaining operator) ?.是可選鏈運算子(optional chaining operator)。?. 可選鏈操 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:02:25 more
  • CSS—相對單位rem

    一、概述 rem是一個相對長度單位,它的單位長度取決于根標簽html的字體尺寸。rem即root em的意思,中文翻譯為根em。瀏覽器的文本尺寸一般默認為16px,即默認情況下: 1rem = 16px rem布局原理:根據CSS媒體查詢功能,更改根標簽的字體尺寸,實作rem單位隨螢屏尺寸的變化,如 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:02:21 more
  • 我的第一個NPM包:panghu-planebattle-esm(胖虎飛機大戰)使用說明

    好家伙,我的包終于開發完啦 歡迎使用胖虎的飛機大戰包!! 為你的主頁添加色彩 這是一個有趣的網頁小游戲包,使用canvas和js開發 使用ES6模塊化開發 效果圖如下: (覺得圖片太sb的可以自己改) 代碼已開源!! Git: https://gitee.com/tang-and-han-dynas ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:01:50 more
  • 如何在 vue3 中使用 jsx/tsx?

    我們都知道,通常情況下我們使用 vue 大多都是用的 SFC(Signle File Component)單檔案組件模式,即一個組件就是一個檔案,但其實 Vue 也是支持使用 JSX 來撰寫組件的。這里不討論 SFC 和 JSX 的好壞,這個仁者見仁智者見智。本篇文章旨在帶領大家快速了解和使用 Vu ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:01:37 more
  • 【Vue2.x原始碼系列06】計算屬性computed原理

    本章目標:計算屬性是如何實作的?計算屬性快取原理以及洋蔥模型的應用?在初始化Vue實體時,我們會給每個計算屬性都創建一個對應watcher,我們稱之為計算屬性watcher ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:01:31 more
  • http1.1與http2.0

    一、http是什么 通俗來講,http就是計算機通過網路進行通信的規則,是一個基于請求與回應,無狀態的,應用層協議。常用于TCP/IP協議傳輸資料。目前任何終端之間任何一種通信方式都必須按Http協議進行,否則無法連接。tcp(三次握手,四次揮手)。 請求與回應:客戶端請求、服務端回應資料。 無狀態 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:01:10 more
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    uj5u.com 2023-04-20 08:00:32 more