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Rendere persistenti i dati delle attività in Archiviazione di Azure con l'API del servizio Batch

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Un'attività in esecuzione in Azure Batch può produrre dati di output quando viene eseguita. I dati di output delle attività spesso devono essere archiviati per consentirne il recupero da parte di altre attività del processo, dell'applicazione client che ha eseguito il processo o di entrambe. Le attività scrivono i dati di output nel file system di un nodo di calcolo di Batch, ma tutti i dati presenti nel nodo vanno persi quando ne viene ricreata l'immagine o quando il nodo lascia il pool. Le attività possono anche avere un periodo di memorizzazione dei file, dopo il quale i file creati dall'attività vengono eliminati. Per questi motivi, è importante salvare in modo permanente l'output delle attività che sarà necessario in seguito in un archivio dati, ad esempio Archiviazione di Azure.

Per le opzioni dell'account di archiviazione in Batch, vedere Account Batch e account di Archiviazione di Azure.

L'API del servizio Batch supporta la persistenza dei dati di output in Archiviazione di Azure per le attività e le attività di gestione dei processi eseguite nei pool con Configurazione macchina virtuale. Quando si aggiunge un'attività, è possibile specificare un contenitore in Archiviazione di Azure come destinazione per l'output dell'attività. Il servizio Batch scrive quindi i dati di output in tale contenitore al completamento dell'attività.

Quando si usa l'API del servizio Batch per rendere persistente l'output dell'attività, non è necessario modificare l'applicazione in esecuzione dell'attività. Con poche modifiche dell'applicazione client, è invece possibile rendere persistente l'output dell'attività dall'interno dello stesso codice che crea l'attività.

Importante

Il salvataggio permanente dei dati delle attività in Archiviazione di Azure con l'API del servizio Batch non funziona con i pool creati prima del 1° febbraio 2018.

Quando è appropriato usare l'API del servizio Batch per rendere persistente l'output delle attività?

Il servizio Azure Batch offre diversi modi per rendere persistente l'output delle attività. Usare l'API del servizio Batch è un approccio pratico adatto in particolar modo per gli scenari seguenti:

  • Si vuole scrivere codice per rendere persistente l'output dell'attività dall'interno dell'applicazione client, senza modificare l'applicazione eseguita dall'attività.
  • Si vuole rendere persistente l'output delle attività del servizio Batch e delle attività del gestore di processi create con la configurazione della macchina virtuale.
  • Si vuole rendere persistente l'output in un contenitore di Archiviazione di Azure con un nome arbitrario.
  • Si vuole rendere persistente l'output in un contenitore di Archiviazione di Azure denominato in base agli standard di Batch File Conventions.

Se lo scenario è diverso da quelli sopra elencati, potrebbe essere necessario prendere in considerazione un approccio diverso. Ad esempio, l'API del servizio Batch attualmente non supporta flussi dell'output in Archiviazione di Azure durante l'esecuzione dell'attività. Per questa esigenza, prendere in considerazione l'uso della libreria Batch File Conventions, disponibile per .NET. Per altri linguaggi, sarà necessario implementare una soluzione personalizzata. Per altre informazioni su altre opzioni, vedere Rendere persistente l'output di processi e attività in Archiviazione di Azure.

Creare un contenitore in Archiviazione di Azure

Per rendere persistente l'output delle attività in Archiviazione di Azure, è necessario creare un contenitore che funge da destinazione per i file di output. Creare il contenitore prima di eseguire l'attività, preferibilmente prima di inviare il processo, usando la libreria client o l'SDK Archiviazione di Azure appropriata. Per altre informazioni sulle API di Archiviazione di Azure, vedere la documentazione su Archiviazione di Azure.

Se si scrive l'applicazione in C#, ad esempio, usare la libreria client di Archiviazione di Azure per .NET. L'esempio seguente mostra come creare un contenitore:

CloudBlobContainer container = storageAccount.CreateCloudBlobClient().GetContainerReference(containerName);
await container.CreateIfNotExists();

Specificare i file di output per l'output dell'attività

Per specificare i file di output per un'attività, creare una raccolta di oggetti OutputFile e assegnarla alla proprietà CloudTask.OutputFiles quando si crea l'attività. È possibile usare una firma di accesso condiviso o un'identità gestita per autenticare l'accesso al contenitore.

Uso di una firma di accesso condiviso

Dopo aver creato il contenitore, è possibile ottenere una firma di accesso condiviso (SAS) con accesso in scrittura al contenitore. Una firma di accesso condiviso consente l'accesso delegato al contenitore. La firma di accesso condiviso concede l'accesso con un set specificato di autorizzazioni e per un intervallo di tempo specificato. Il servizio Batch necessita di una firma di accesso condiviso con autorizzazioni di scrittura per scrivere l'output dell'attività nel contenitore. Per altre informazioni sulla firma di accesso condiviso, vedere Uso delle firme di accesso condiviso in Archiviazione di Azure.

Quando si ottiene una firma di accesso condiviso tramite le API di Archiviazione di Azure, l'API restituisce una stringa di token di firma di accesso condiviso. Questa stringa di token include tutti i parametri della firma di accesso condiviso, incluse le autorizzazioni e l'intervallo di validità della firma di accesso condiviso. Per usare la firma di accesso condiviso per accedere a un contenitore in Archiviazione di Azure, è necessario aggiungere la stringa di token di firma di accesso all'URI della risorsa. L'URI della risorsa, insieme al token della firma di accesso condiviso aggiunto, consente l'accesso autenticato ad Archiviazione di Azure.

L'esempio seguente mostra come ottenere una stringa di token di firma di accesso condiviso in sola scrittura per il contenitore, quindi aggiunge la firma di accesso condiviso all'URI del contenitore:

string containerSasToken = container.GetSharedAccessSignature(new SharedAccessBlobPolicy()
{
    SharedAccessExpiryTime = DateTimeOffset.UtcNow.AddDays(1),
    Permissions = SharedAccessBlobPermissions.Write
});

string containerSasUrl = container.Uri.AbsoluteUri + containerSasToken;

L'esempio di codice C# seguente crea un'attività che scrive numeri casuali in un file denominato output.txt. Nell'esempio viene creato un file di output per output.txt da scrivere nel contenitore. L'esempio crea anche i file di output per gli eventuali file di log corrispondenti al modello di file std*.txt (ad esempio, stdout.txt e stderr.txt). L'URL del contenitore richiede la firma di accesso condiviso creata in precedenza per il contenitore. Il servizio Batch usa la firma di accesso condiviso per autenticare l'accesso al contenitore.

new CloudTask(taskId, "cmd /v:ON /c \"echo off && set && (FOR /L %i IN (1,1,100000) DO (ECHO !RANDOM!)) > output.txt\"")
{
    OutputFiles = new List<OutputFile>
    {
        new OutputFile(
            filePattern: @"..\std*.txt",
            destination: new OutputFileDestination(
         new OutputFileBlobContainerDestination(
                    containerUrl: containerSasUrl,
                    path: taskId)),
            uploadOptions: new OutputFileUploadOptions(
            uploadCondition: OutputFileUploadCondition.TaskCompletion)),
        new OutputFile(
            filePattern: @"output.txt",
            destination: 
         new OutputFileDestination(new OutputFileBlobContainerDestination(
                    containerUrl: containerSasUrl,
                    path: taskId + @"\output.txt")),
            uploadOptions: new OutputFileUploadOptions(
            uploadCondition: OutputFileUploadCondition.TaskCompletion)),
}

Nota

Se si usa questo esempio con Linux, assicurarsi di modificare le barre rovesciata in barre.

Uso dell'identità gestita

Anziché generare e passare una firma di accesso condiviso con accesso in scrittura al contenitore a Batch, è possibile usare un'identità gestita per l'autenticazione con Archiviazione di Azure. L'identità deve essere assegnata al pool di Batch e deve anche avere l'assegnazione Storage Blob Data Contributor di ruolo in cui scrivere il contenitore. È quindi possibile invitare il servizio Batch a usare l'identità gestita anziché una firma di accesso condiviso per autenticare l'accesso al contenitore.

CloudBlobContainer container = storageAccount.CreateCloudBlobClient().GetContainerReference(containerName);
await container.CreateIfNotExists();

new CloudTask(taskId, "cmd /v:ON /c \"echo off && set && (FOR /L %i IN (1,1,100000) DO (ECHO !RANDOM!)) > output.txt\"")
{
    OutputFiles = new List<OutputFile>
    {
        new OutputFile(
            filePattern: @"..\std*.txt",
            destination: new OutputFileDestination(
         new OutputFileBlobContainerDestination(
                    containerUrl: container.Uri,
                    path: taskId,
                    identityReference: new ComputeNodeIdentityReference() { ResourceId = "/subscriptions/SUB/resourceGroups/RG/providers/Microsoft.ManagedIdentity/userAssignedIdentities/identity-name"} })),
            uploadOptions: new OutputFileUploadOptions(
            uploadCondition: OutputFileUploadCondition.TaskCompletion))
    }
}

Specificare un modello di file per la corrispondenza

Quando si specifica un file di output, è possibile usare la proprietà OutputFile.FilePattern per specificare un modello di file per la corrispondenza. Il modello di file potrebbe corrispondere a zero file, un singolo file o un set di file creati dall'attività.

La proprietà FilePattern supporta i caratteri jolly standard del file system, ad esempio * (per corrispondenze non ricorsive) e ** (per corrispondenze ricorsive). Ad esempio, l'esempio di codice precedente specifica il modello di file da usare per trovare corrispondenze per std*.txt in modo non ricorsivo:

filePattern: @"..\std*.txt"

Per caricare un singolo file, specificare un modello di file senza caratteri jolly. Ad esempio, l'esempio di codice precedente specifica il modello di file da usare per trovare corrispondenze per output.txt:

filePattern: @"output.txt"

Specificare una condizione di caricamento

La proprietà OutputFileUploadOptions.UploadCondition consente il caricamento condizionale dei file di output. Uno scenario comune consiste nel caricare un set di file se l'attività ha esito positivo e un set di file diverso, in caso di errore. Ad esempio, può essere necessario caricare i file di log dettagliati solo quando l'attività ha esito negativo e viene terminata con un codice di uscita diverso da zero. Analogamente, può essere utile caricare il file dei risultati solo se l'attività ha esito positivo, perché tali file potrebbero essere mancanti o incompleti se l'attività non riesce.

L'esempio di codice precedente imposta la proprietà UploadCondition su TaskCompletion. Questa impostazione specifica che il file deve essere caricato dopo aver completato le attività, indipendentemente dal valore del codice di uscita.

uploadCondition: OutputFileUploadCondition.TaskCompletion

Per altre impostazioni, vedere l'enumerazione OutputFileUploadCondition .

Eliminare le ambiguità causate da file con lo stesso nome

Le attività in un processo possono produrre file con lo stesso nome. Ad esempio, i file stdout.txt e stderr.txt vengono creati per ogni attività eseguita in un processo. Dato che ogni attività viene eseguita in un contesto specifico, questi file non sono in conflitto nel file system del nodo. Quando si caricano file da più attività in un contenitore condiviso, tuttavia, è necessario evitare ambiguità tra i file con lo stesso nome.

OutputFileBlobContainerDestination .La proprietà Path specifica il BLOB di destinazione o la directory virtuale per i file di output. È possibile usare la proprietà Path come nome del BLOB o della directory virtuale, in modo che i file di output con lo stesso nome abbiano un nome univoco in Archiviazione di Azure. L'uso dell'ID attività nel percorso è un buon metodo per garantire nomi univoci e identificare facilmente i file.

Se la proprietà FilePattern è impostata su un'espressione con caratteri jolly, tutti i file che corrispondono al modello vengono caricati nella directory virtuale specificata dalla proprietà Path. Ad esempio, se il contenitore è mycontainer, l'ID attività è mytask e il modello di file è ..\std*.txt, l'URI assoluto per i file di output in Archiviazione di Azure sarà simile a:

https://myaccount.blob.core.windows.net/mycontainer/mytask/stderr.txt
https://myaccount.blob.core.windows.net/mycontainer/mytask/stdout.txt

Se la proprietà FilePattern è impostata su a un singolo nome di file, ovvero non contiene caratteri jolly, il valore della proprietà Path specifica il nome completo del BLOB. Se si prevedono conflitti di nome per un singolo file da più attività, includere il nome della directory virtuale come parte del nome del file per evitare ambiguità. Ad esempio, impostare la proprietà Path in modo da includere l'ID attività, il carattere di delimitazione (in genere una barra rovesciata) e il nome del file:

path: taskId + @"/output.txt"

L'URI assoluto dei file di output per un set di attività sarà simile a:

https://myaccount.blob.core.windows.net/mycontainer/task1/output.txt
https://myaccount.blob.core.windows.net/mycontainer/task2/output.txt

Per altre informazioni sulle directory virtuali in Archiviazione di Azure, vedere Elencare i BLOB in un contenitore.

Molti file di output

Quando un'attività specifica numerosi file di output, è possibile che si verifichino limiti imposti dall'API di Azure Batch. È consigliabile mantenere le attività ridotte e mantenere basso il numero di file di output.

Se si verificano limiti, è consigliabile ridurre il numero di file di output usando modelli di file o usando contenitori di file come tar o zip per consolidare i file di output. In alternativa, usare il montaggio o altri approcci per rendere persistenti i dati di output (vedere Rendere persistenti l'output del processo e dell'attività).

Diagnosticare gli errori di caricamento file

Se il caricamento di file di output in Archiviazione di Azure ha esito negativo, l'attività passa allo stato Completato e taskExecutionInformation.La proprietà FailureInformation è impostata. Esaminare la proprietà FailureInformation per determinare l'errore che si è verificato. Quello che segue è un esempio di errore che si verifica al momento del caricamento di file se non è possibile trovare il contenitore:

Category: UserError
Code: FileUploadContainerNotFound
Message: One of the specified Azure container(s) was not found while attempting to upload an output file

Per ogni caricamento di file, il servizio Batch scrive due file di log nel nodo di calcolo, fileuploadout.txt e fileuploaderr.txt. È possibile esaminare questi file di log per ottenere ulteriori informazioni su un errore specifico. Se il caricamento del file non è mai stato effettuato, ad esempio perché non è stato possibile eseguire l'attività, i file di log non sono presenti.

Diagnosticare le prestazioni di caricamento file

Lo stato di caricamento viene registrato nel file fileuploadout.txt. È possibile esaminare questo file per ottenere ulteriori informazioni su quanto tempo richiede il caricamento del file. Tenere presente che esistono molti fattori che possono influire sulle prestazioni del caricamento, tra cui la dimensione del nodo, altre attività in esecuzione sul nodo durante il caricamento, il fatto che il contenitore di destinazione si trovi nella stessa area del pool di Batch, il numero di nodi in caricamento nell'account di archiviazione nello stesso momento e così via.

Usare l'API del servizio Batch con lo standard Batch File Conventions

Quando si rende persistente l'output con l'API del servizio Batch, è possibile assegnare il nome preferito al contenitore di destinazione e ai BLOB. Si può anche scegliere il nome in base allo standard Batch File Conventions. Lo standard File Conventions determina i nomi del contenitore e del BLOB di destinazione in Archiviazione di Azure per un file di output specificato in base ai nomi del processo e dell'attività. Se si usa lo standard File Conventions per la denominazione dei file di output, i file di output sono disponibili per la visualizzazione nel portale di Azure.

Se si sviluppa in C#, è possibile usare i metodi inclusi nella libreria Batch File Conventions per .NET. Questa libreria crea automaticamente i percorsi di BLOB e contenitori con nomi appropriati. Ad esempio, è possibile chiamare l'API per ottenere il nome corretto per il contenitore, in base al nome del processo:

string containerName = job.OutputStorageContainerName();

È possibile usare il metodo CloudJobExtensions.GetOutputStorageContainerUrl per restituire un URL di firma di accesso condiviso usato per scrivere nel contenitore. È quindi possibile passare questa firma di accesso condiviso al costruttore OutputFileBlobContainerDestination .

Se si sviluppa in un linguaggio diverso da C#, sarà necessario implementare manualmente lo standard File Conventions.

Esempio di codice

Il progetto di esempio PersistOutputs è uno degli esempi di codice di Azure Batch disponibili in GitHub. Questa soluzione di Visual Studio descrive come usare la libreria client Batch per .NET per rendere persistente l'output dell'attività in una risorsa di archiviazione permanente. Per eseguire l'esempio, seguire questa procedura:

  1. Aprire il progetto in Visual Studio 2019.
  2. Aggiungere le credenziali dell'account di archiviazione e Batch a AccountSettings.settings nel progetto Microsoft.Azure.Batch.Samples.Common.
  3. Compilare , ma non eseguire, la soluzione. Se richiesto, ripristinare tutti i pacchetti NuGet.
  4. Usare il portale di Azure per caricare un pacchetto dell'applicazione per PersistOutputsTask. Includere PersistOutputsTask.exe e relativi assembly dipendenti nel pacchetto ZIP, impostare l'ID applicazione su "PersistOutputsTask" e la versione del pacchetto dell'applicazione su "1.0".
  5. Avviare, ovvero eseguire, il progetto PersistOutputs.
  6. Quando viene richiesto di scegliere la tecnologia di persistenza da usare per l'esecuzione dell'esempio, immettere 2 per eseguire l'esempio con l'API del servizio Batch per rendere persistente l'output dell'attività.
  7. Se si desidera, eseguire nuovamente l'esempio, immettere 3 per rendere persistente l'output con l'API del servizio Batch e definire anche i nomi per il percorso del BLOB e del contenitore di destinazione in base allo standard File Conventions.

Passaggi successivi