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Che cos’è il formato di file Parquet? La guida completa

Scopri che cos’è un file Parquet e come funziona. Esplora il formato di dati Apache Parquet e i suoi vantaggi per uno storage e un’analisi efficienti dei big data.

  • Presentazione
  • Che cos’è un file Parquet?
  • Come funziona il formato di file Parquet?
  • Caratteristiche chiave di Apache Parquet
  • Vantaggi dell’utilizzo dei file Parquet
  • Casi d’uso di Parquet
  • Apache Parquet vs. CSV vs. JSON
  • Conclusione
  • FAQ su Apache Parquet
  • Clienti che utilizzano Snowflake
  • Risorse sul data engineering

Presentazione

Apache Parquet è un formato di archiviazione a colonne creato per garantire velocità ed efficienza. Invece di salvare i dati riga per riga come una tabella di database tradizionale, memorizza i valori per colonna. Questo design facilita la compressione delle informazioni, la scansione di data set di grandi dimensioni e l’estrazione dei soli campi necessari, con query più rapide e file più compatti.

Parquet è diventato uno standard negli ecosistemi dei big data. È il formato alla base di molte tabelle presenti nei data lake nel cloud e nei data warehouse, dove petabyte di informazioni devono rimanere compatti ma facilmente accessibili. È inoltre ampiamente utilizzato nelle moderne pipeline ETL, in cui i dati grezzi vengono costantemente trasformati e trasferiti tra sistemi. Che un’organizzazione esegua analisi in Spark, interroghi i dati con motori SQL come Presto o archivi dati storici a lungo termine in Amazon S3, Parquet contribuisce a mantenere queste operazioni efficienti e sostenibili in termini di costi.

Che cos’è un file Parquet?

Un file Parquet è un tipo di file di dati utilizzato nel data engineering per archiviare e elaborare data set di grandi dimensioni. È progettato per mantenere compatte grandi quantità di informazioni e, al contempo, velocizzarne l’analisi.

Apache Parquet è un formato di file binario colonnare progettato specificamente per questo scopo. Il semplice passaggio dall’archiviazione per righe a quella per colonne fa una differenza significativa. Consente ai sistemi di leggere solo i campi necessari per una query, comprimere valori simili e scorrere rapidamente miliardi di record.

Grazie a questa architettura, Parquet è ampiamente utilizzato nei worrkflow di analytics, in cui velocità ed efficienza dello storage sono fondamentali. Che i dati risiedano in Hadoop, Spark o in una cloud data platform come Snowflake, i file Parquet facilitano l’esecuzione di query rapide senza far lievitare i costi di archiviazione.

Come funziona il formato di file Parquet?

L’efficienza di Parquet deriva dal modo in cui organizza i dati in livelli. La sua struttura colonnare, combinata con la compressione integrata e metadati auto-descrittivi, consente ai motori di analisi nei sistemi schema-on-read di ignorare le informazioni irrilevanti e analizzare solo ciò che conta.

 

Gruppi di righe

Ogni file Parquet è suddiviso in gruppi di righe, che contengono porzioni più piccole del data set. Questi gruppi possono essere elaborati in parallelo, rendendo possibile l’interrogazione rapida di file di grandi dimensioni su più nodi.

 

Chunk di colonna

All’interno di ogni gruppo di righe, i dati sono archiviati per colonna. Le query possono estrarre solo i campi necessari — ad esempio i nomi dei clienti senza la cronologia delle transazioni — riducendo i costi di I/O e di elaborazione.

 

Pagine

I chunk di colonna sono ulteriormente suddivisi in pagine, l’unità di archiviazione più granulare. Poiché i valori dello stesso tipo sono memorizzati insieme, Parquet può applicare una compressione efficiente, riducendo le dimensioni dei file e accelerando le scansioni.

 

Metadati

I file Parquet includono anche metadati che descrivono schema, tipi di dati e intervalli di valori. Queste informazioni consentono ai motori di saltare gruppi di righe e colonne non necessari senza dover scansionare l’intero file.

 

Esecuzione delle query

Durante l’esecuzione, i motori utilizzano questi metadati per analizzare solo le porzioni di dati rilevanti, migliorando le prestazioni ed evitando letture inutili.

Caratteristiche chiave di Apache Parquet

Apache Parquet è apprezzato nel mondo dei big data per la capacità di combinare storage compatto e query rapide e flessibili. Queste caratteristiche distintive lo hanno reso il formato di riferimento per i data lake nel cloud e le analisi su larga scala.

 

1. Formato di archiviazione colonnare

Parquet memorizza i dati per colonna anziché per riga, consentendo alle query di leggere solo i campi necessari. Il raggruppamento di valori simili rende inoltre la compressione più efficiente.

 

2. Supporto per schema e metadati

Ogni file include schema e metadati relativi a tipi, conteggi e intervalli. Questo permette alle query di ignorare i dati irrilevanti e interpretare i file senza documentazione aggiuntiva.

 

3. Compressione e codifica efficienti

L’organizzazione colonnare consente l’uso di tecniche di compressione come la codifica a dizionario e run-length encoding. Queste riducono le dimensioni dei file e accelerano le scansioni, abbassando i costi di storage e di elaborazione.

 

4. Indipendenza da linguaggio e piattaforma

Parquet si integra con Hadoop, Spark, Hive, Presto e piattaforme cloud come AWS e Azure. Il suo design open source ne facilita l’adozione in ecosistemi eterogenei.

 

5. Supporto per tipi di dati annidati e complessi

Oltre alle tabelle flat, Parquet può archiviare array, mappe e altre strutture annidate. Questa flessibilità evita di appiattire dati complessi in formati basati su righe meno efficienti.

 

6. Ottimizzato per query analitiche e predicate pushdown

Parquet utilizza il predicate pushdown per filtrare le righe irrilevanti prima della scansione. Restringendo l’ambito di analisi, accelera le query e riduce l’elaborazione superflua.

Vantaggi dell’utilizzo dei file Parquet

Il design di Parquet offre un valore aziendale concreto. Le organizzazioni lo adottano perché riduce i costi, accelera gli insight e scala in linea con le moderne esigenze dei dati. Ecco alcuni dei principali vantaggi:

 

Costi di storage ridotti

La compressione e la codifica colonnari possono ridurre drasticamente i volumi di dati rispetto a CSV o JSON. File più compatti abbassano i costi di storage nel cloud e l’overhead di rete durante il trasferimento dei dati tra sistemi.

 

Prestazioni di query superiori

Poiché Parquet consente letture selettive, i motori di query non devono analizzare ogni campo di un data set. In combinazione con una compressione efficiente, ciò si traduce in tempi di esecuzione più rapidi e dashboard più reattive.

 

Compatibilità con gli strumenti di analisi

Parquet è compatibile con la maggior parte delle principali piattaforme di analisi, da Spark e Hive a Snowflake e BigQuery. Questa ampia compatibilità ne facilita l’integrazione nei flussi di lavoro esistenti senza sviluppo personalizzato o conversioni di formato.

 

Scalabilità per workload di big data

Parquet è stato progettato per la scalabilità. La sua struttura supporta l’elaborazione distribuita, consentendo l’esecuzione parallela delle query su più macchine. Questo lo rende ideale per data lake e ambienti enterprise in cui i data set possono crescere fino a terabyte o petabyte.

Casi d’uso di Parquet

La combinazione di storage compatto e analisi rapide rende Parquet una scelta diffusa in numerosi settori. Ecco alcuni dei casi d’uso più comuni:

 

Data lake nel cloud

AWS, Azure e Google Cloud supportano Parquet in modo nativo, rendendolo spesso il formato ideale per gestire grandi data set strutturati e semi-strutturati. La compressione riduce i costi di storage e lo schema integrato mantiene la coerenza dei dati per gli strumenti di analisi a valle.

 

Pipeline di machine learning

L’addestramento dei modelli richiede spesso la scansione di miliardi di righe per un numero limitato di feature. Il layout colonnare di Parquet consente di estrarre solo gli attributi necessari, risparmiando tempo e risorse di calcolo.

 

Dashboard di business intelligence

Le dashboard richiedono velocità. Con Parquet, gli strumenti di BI possono recuperare solo i campi necessari e filtrare i dati in anticipo, mantenendo le visualizzazioni reattive anche su larga scala.

 

Archiviazione dei dati IoT

I dispositivi IoT generano flussi continui di dati dai sensori. Parquet comprime questi dati di serie temporali e rende più efficienti il rilevamento delle anomalie e le query sui trend.

 

Log delle transazioni finanziarie

Banche e operatori dei pagamenti utilizzano Parquet per gestire grandi volumi di dati transazionali. Lo storage colonnare accelera il rilevamento delle frodi, mentre i metadati supportano la conformità tramite audit trail chiari.

 

Analisi in ambito sanitario

Ospedali e ricercatori gestiscono record sensibili e complessi. Parquet comprime questi data set, supporta strutture annidate come i risultati delle analisi di laboratorio e consente analisi più rapide per attività di ricerca o pianificazione.

Apache Parquet vs. CSV vs. JSON

CSV e JSON restano popolari perché sono semplici e leggibili dall’uomo, ma non sono stati progettati per i big data. Parquet, al contrario, è stato sviluppato per garantire scalabilità, velocità ed efficienza. Ecco in cosa differiscono.

 

Apache Parquet vs. CSV

I file CSV memorizzano i dati riga per riga in formato di testo semplice. Questo li rende facili da aprire in Excel o da caricare in database di base, ma anche inefficienti per analisi su larga scala. Il formato CSV non offre compressione nativa, quindi i file crescono rapidamente e le query devono analizzare ogni campo. La gestione dello schema è minimale: tutto viene trattato come testo, a meno di definizioni successive, con il rischio di generare incoerenze.

Parquet, invece, memorizza i dati per colonna e utilizza la codifica binaria. Questo consente una compressione più efficace, letture più rapide e query selettive. Inoltre, incorpora schema e metadati direttamente nel file, rendendolo auto-descrittivo. Se i CSV sono adatti a piccoli data set e allo scambio di dati, Parquet è più indicato per analisi enterprise e storage su scala cloud.

 

Apache Parquet vs. JSON

JSON è spesso utilizzato per archiviare dati semi-strutturati o gerarchici, come risposte API o file di log. La sua flessibilità è un punto di forza, poiché gestisce facilmente strutture annidate, ma comporta anche dei compromessi. JSON è verboso: la ripetizione dei nomi dei campi aumenta le dimensioni dei file e le query devono analizzare ogni oggetto dall’inizio alla fine.

Parquet gestisce anch’esso tipi di dati annidati e complessi, ma li comprime in un formato colonnare molto più efficiente per l’analisi. Il supporto per metadati e schema consente query più rapide, mentre il predicate pushdown permette di ignorare le righe irrilevanti. JSON è adatto a scambi di dati leggeri o applicazioni web, ma Parquet rappresenta la scelta migliore per lo storage e l’analisi a lungo termine su larga scala.

Conclusione

Parquet è diventato una componente fondamentale dell’architettura dati moderna grazie al suo design colonnare, alla compressione e al supporto dello schema. Riducendo le esigenze di storage e accelerando le query, consente alle organizzazioni di gestire i dati su larga scala senza aggiungere costi o complessità. Dai data lake nel cloud alle pipeline di machine learning, Parquet alimenta analisi rapide e affidabili su cui le aziende fanno affidamento. Con l’aumento dei volumi di dati, la sua efficienza e scalabilità continueranno a renderlo centrale per i workload di big data e cloud.

FAQ su Apache Parquet

Parquet supporta un’ampia gamma di tipi di dati, dai numeri interi e dalle stringhe fino a tipi più complessi come array, mappe e strutture annidate. Questa flessibilità consente di gestire sia tabelle flat sia dati gerarchici spesso presenti in JSON o Avro.

Parquet applica la compressione a livello di colonna, raggruppando valori simili per migliorare l’efficienza. Tecniche come run-length encoding, codifica a dizionario e bit-packing riducono le dimensioni dei file mantenendo elevate le prestazioni delle query. Poiché la compressione avviene per colonna, i motori possono leggere solo i campi necessari senza decomprimere l’intero data set.

Per l’analisi su larga scala, sì. Lo storage colonnare, la codifica binaria e il supporto dei metadati rendono Parquet molto più efficiente rispetto a CSV. Comprime i file in modo più efficace e consente query selettive, migliorando le prestazioni. CSV resta utile: è semplice, portatile e facile da usare in fogli di calcolo, ma Parquet è generalmente la scelta migliore per ambienti di big data.

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