Ambas ofrecen una amplia gama de herramientas y ventajas que nos pueden poner en duda cual de los dos escoger en algún momento. No se trata de cambiar todos los procesos de la empresa para que inicien a utilizar Polars o una “muerte” a Pandas (esto no va a pasar en el futuro inmediato). Se trata de conocer otras herramientas que nos pueden ayudar a reducir costos y tiempo en los procesos obteniendo iguales o mejores resultados.
Cuando utilizamos servicios en la nube priorizamos ciertos factores, dentro de los que se encuentran el costo de los mismos. Los servicios que utilizo para este proceso son AWS Lambda con el runtime de Python 3.10 y S3 para almacenar el archivo crudo y el archivo convertido en parquet.
La intención es obtener un archivo CSV como data cruda y procesarlo con pandas y polars con la intención de verificar cual de estas dos bibliotecas nos ofrece una mejor optimización de recursos como memoria y el peso del archivo resultante.
Pandas
Es una biblioteca de Python especializada en la manipulación y análisis de datos, esta escrito en C y su lanzamiento inicial fue en el 2008.
*Polars *
Es una biblioteca de Python y Rust especializada en la manipulación y análisis de datos que permite procesos paralelos y está escrito mayormente en Rust y su lanzamiento fue en el 2022.
La arquitectura del proceso:
El proyecto es algo sencillo como se muestra en la arquitectura: El usuario deposita un archivo CSV en work/pandas o work/porlas y automáticamente inicia el s3 trigger a procesar el archivo para convertirlo en parquet y depositarlo en processed.
En este pequeño proyecto utilice dos lambdas con la siguiente configuración:
Memoria: 2 GB
Memoria efímera: 2 GB
Tiempo de vida: 600 segundos
Requerimientos
Lambda con pandas: Pandas, Numpy y Pyarrow
Lambda con polars: Polars
El dataset utilizado para la comparación esta disponible en kaggle con el nombre de “Rotten Tomatoes Movie Reviews – 1.44M rows” o puede ser descargado desde aquí.
El repositorio completo está disponible en GitHub puede ser clonado aquí.
Tamaño o Peso
La lambda que utilizada Pandas requiere dos complementos mas para poder crear un archivo parquet en este caso es PyArrow y una versión en especifico de numpy para la versión de pandas que estaba utilizando. Como resultado obtuvimos una lambda con un peso o tamaño de 74.4 MB algo muy cercano al límite que nos permite AWS de peso de la lambda.
La lambda con Polars no requiere otro complemento como PyArrow lo que simplifica la vida y reduce el tamaño de la lambda a menos de la mitad. Como resultado nuestra lambda tiene un peso o tamaño de 30.6 MB comparado con la primera nos da una amplitud para instalar otras dependencias que podremos necesitar para nuestro proceso de transformación.
Performance
La lambda con Pandas fue optimizada para utilizar compresión luego de la primera versión, sin embargo, se analizó también su comportamiento.
Pandas
Se tardo 18 segundos en procesar el dataset y utilizo 1894 MB de memoria para procesar el archivo CSV y generar un archivo Parquet en comparación con las otras versiones fue la que mas tiempo y recursos utilizo.
Pandas + Compression
Agregando una línea de código permitió mejorar un poco comparada con la versión anterior (Pandas), se tardo 17 segundos en procesar el dataset y utilizo 1837 MB, lo cual, no representa una mejora significativa en procesamiento y tiempo computacional, pero si en el tamaño del archivo resultante.
Polars
Se tardo 12 segundos en procesar el mismo dataset y utilizo solamente 1462 MB, en comparación con las dos anteriores representa un ahorro de tiempo del 44.44% y un consumo de memoria inferior.
Tamaño del archivo de salida
Pandas
La lambda en la cual no se estableció un proceso de compresión nos genero un archivo parquet de 177.4 MB.
Pandas + Compression
Al configurar la compresión en la lambda no genero un archivo parquet de 121.1 MB. Una pequeña línea u opción nos ayudo a reducir el tamaño del archivo en un 31.74%. Considerando que no es un cambio significativo de código es una muy buena opción.
Polars
Polars nos genero un archivo de 105.8 MB que comprado con la primera versión de pandas representa un ahorro del 40.36% y un 12.63% contra la versión pandas con compression.
Conclusión
No es necesario cambiar todos los procesos internos que utilizan Pandas para que ahora utilicen Polars, sin embargo, es importante considerar que si hablamos de miles o millones de ejecuciones lambdas utilizar Polars nos ayudara no solo con el tiempo de despliegue si no que nos ayudara a tener un costo menor debido al cobro por tiempo que realiza AWS en los servicios Serverless como lo es Lambda.
Asimismo, cuando traducimos ese 40.36% en millones de archivo estamos hablando de GBs o TBs, algo que si tendría un impacto significativo dentro de Datalake o Dataware house o incluso en un almacen de archivos en frio.
La reducción con Polars no solo se limitaría a estos dos factores, porque afectaría mucho la salida de datos y/o objetos de AWS porque es un servicio que si tiene un costo.
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