Alohomora Incanter-4


Incanter logo

Quand on ne sait plus trop où trouver des formules magiques, il reste Harry Potter, Alohomora l’incantation qui ouvre les portes, les portes de la voie des statistiques.

Allez au boulot, on a du rangement à faire.

Cet article fait partie d’une suite qui commence avec cet article épisode 1.

Recharger les données

First things first, charger nos librairies et nos données et on reprend où on en était dans l’épisode 3.

user=> (use '(incanter core io datasets stats))
nil
user=> (def data (read-dataset
"/Users/cfalguiere/Workspaces/Diapason/report-data/20111217-ETALON_WSW_TPS2011.csv" :header true))

#'user/data

Il est grandement temps de faire une fonction qui charge les résultats. On peut être sorcier et fainéant.

user=> (defn read-results []
  (read-dataset "/Users/cfalguiere/Documents/2012-01/RD-Clojure/Workspace/incanter/resources/sample-results.csv" :header true))

#'user/read-results

N’oubliez pas les parenthèses, sinon au lieu du prince charmant vous auriez une jolie mangouste, jolie mais bon ça n’est pas ce que vous vouliez. En l’occurrence, vous ne voulez pas que data représente la fonction mais son résultat.

user=>(def data read-results)
#'user/data
user=> data
#<user$read_results user$read_results@6bd46c20>

Donc voilà, le tour exécuté correctement et quelques donnnées présentes.

user=>(def data (read-results))
#'user/data

Pour le moment j’expérimente interactivement, donc peu importe l’IDE. Lançons un éditeur de texte pour copier ce code et chargeons le dans le REPL.

(use '(incanter core io datasets stats))

(def result-file-name "/Users/cfalguiere/Documents/2012-01/RD-Clojure/Workspace/incanter/resources/sample-results.csv")

(defn read-results []
  (read-dataset result-file-name :header true))

(def data (read-results))

J’aimerais bien indiquer le répertoire courant pour éviter tout ces chemins mais à la différence de R on ne peut pas changer le répertoire courant, parce que la JVM ne permet pas de le faire. Mais au fait quel serait mon répertoire courant ? Une rapide recherche sur Google indique ça :

user=> (. (java.io.File. ".") getCanonicalPath)
"/Applications"

Un peu ésotérique. C’est plus clair avec un exemple plus évident comme la méthode toUpperCase de la classe String. Le . applique la méthode à l’objet.

user=>(. "aaa" toUpperCase)
"AAA"

Il ne reste plus qu’à charger le programme et data est disponibles pour d’autres tours.

user=>(load-file "/Users/cfalguiere/Documents/2012-01/RD-Clojure/workspace/incanter/tuto1.clj")
#'user/data
user=> (nrow data)
209

Agrégeons, agrégeons, ils en restera toujours quelque chose

En général, j’aime bien avoir une vue d’ensemble de mes données : temps max, temps moyen, taux d’erreur …

Qu’est ce que j’ai là dedans ?

Le dataset est une map qui contient un vecteur de labels et une liste de lignes de données. La fonction col-names retourne les labels des colonnes (c’est équivalent (:column-names data))

user=> (col-names data)
[:lb :t :lt :ts :s :rc :rm :by :na]
user=> (:column-names data)
[:lb :t :lt :ts :s :rc :rm :by :na]

Les labels JMeter ne sont pas des plus parlants pour des raisons de compacité du résultat.

Pour chaque relevé nous disposons des informations suivantes :

  • :t le temps de réponse,
  • :lt le ‘latency time’ c’est à dire le temps qui s’est écoulé jusqu’à la réception du premier octet de la réponse,
  • :by le nombre d’octets de la réponse,
  • :na : le nombre d’utilisateurs simulés au moment de cette requête,
  • :rc le code retour de la requête HTTP, habituellement 200 ou 302,
  • :s le résultat des assertions sur les contenus reçus (true ou false),
  • :rm : un message,
  • :lb le label soit le nom donné au sample dans le script JMeter soit une url,
  • :ts  le timestamp du relevé.

Les 4 premières lignes sont des séries numériques. Les autres sont des catégories (l’équivalent des factors pour R). Elles vont servir à filtrer (pour les statuts) ou à regrouper les données.

Le module stats fourni les statistiques habituelles. Pour faire quelques expériementations, on va générer une série de nombres dont la moyenne est connue. sample-normal construit une liste de 1000 nombres distribués selon une loi normale centrée sur 10 avec un écart-type de 1. Sans surprise, la moyenne est autour de 10 et l’écart type est autour de 1.

user=> (def mysample (sample-normal 1000 :mean 10 :std 1))
(10.099828740537856 9.903470850168006 9.52228847634955 9.003518490739022 9.171579274811812 ...
user=> (mean mysample)
9.941436842660105
user=> (sd mysample)
1.0007997747452984

Et min et max ?

présentation des 4 quartiles

Un magicien ne voit pas les choses aussi simplement. Le min est la valeur qui est inférieure à tous les autres relevés. Et symétriquement le max est la valeur qui est supérieure à tous les autres relevés.

Mais les magiciens aiment bien découper les données en tranches. Donc ils veulent aussi savoir quelle est la valeur qui sépare les relevés en deux groupes, inférieurs et supérieurs à une valeur qui s’appelle la médiane.

Pour améliorer le spectacle, les données sont découpées en quatre tranches par pas de 25% comme le montre le schéma de droite, ce sont des quartiles. On voit sur le schéma que la surface rouge qui représente les 25% les plus bas se termine vers 9, la surface bleu qui représente les 25% suivants se termine vers 10 etc.

Les valeurs de 25% sont arbitraires. La forme générale de cet agrégat est le quantile. La fonction quantile retourne le min, la valeur maximale pour 25% des relevés, 50% (la médiane) et 75%, et le max (le quantile 100%).

user=> (quantile mysample)
(6.078738192126153 9.284660278736457 9.9269193454763 10.609659921191085 12.899443382831647)

Le monde étant ce qu’il est les sorciers qui font du test de charge ne s’intéressent pas aux quantiles des magiciens. En fait la seule chose qui les intéressent, c’est l’impact des 5% ou 10% de temps les plus longs. Donc ils calculent la valeurs maximale pour 90% ou 95% des relevés.

user=> (quantile mysample :probs 0.95)
11.591767882673627
user=> (quantile mysample :probs [0.9 0.95])
(11.278966306153395 11.591767882673627)

Qu’est ce que ça donne sur nos données de test ?

user=> (mean ($ :t data))
1429.579831932773
user=> (sd ($ :t data))
2237.25502018713

On peut faire toutes ces opérations sur la même série de données en utilisant la fonction associée au dataset with-data. Elle  factorise le dataset et permet de définir l’expression à utiliser, ici construire un tableau contenant les différentes métriques. $data représente la série à l’intérieur du with-data.

user=> (with-data ($ :t data)
  [(mean $data)(sd $data)])

[1429.579831932773 2237.25502018713]

Si on rajoute le quantile ça nous donne ce qui suit. Un bon début, mais on a un tableau des différents indicateurs plus une liste avec les quantiles.

user=> (with-data ($ :t data)
  [(count $data)(mean $data)(sd $data)(quantile $data :probs[0 0.5 0.9 0.95 1])])

[119 1429.579831932773 2237.25502018713 (10.0 708.0 3393.4 4130.999999999982 13007.0)]

Mmm … un coup de baguette magique flatten et les données se retrouvent bien alignées dans le tableau.

user=> (with-data ($ :t data)
  (flatten [(count $data)(mean $data)(sd $data)(quantile $data :probs[0 0.5 0.9 0.95 1])]) )

(119 1429.579831932773 2237.25502018713 10.0 708.0 3393.4 4130.999999999982 13007.0)

Une variable pour stocker le résultat et on sauve

user=> (def stats
  (with-data ($ :t data)
    (flatten [(count $data)(mean $data)(sd $data)(quantile $data :probs[0 0.5 0.9 0.95 1])]) ) )

#'user/stats
user=> stats
(119 1429.579831932773 2237.25502018713 10.0 708.0 3393.4 4130.999999999982 13007.0)

Quoique, pas tout de suite apparemment.

user=> (save 'stats "stats.csv")
java.lang.IllegalArgumentException: No method in multimethod 'save' for dispatch value: class clojure.lang.Symbol (NO_SOURCE_FILE:0)

En quête d’une multiméthode …

Que peut bien être une multiméthode ?

Vous trouverez une réponse complète dans cet article sur le polymorphisme en Clojure. En quelques mots, c’est le mécanisme qui permet à une fonction de se comporter différement en fonction des paremètres qu’on lui passe (des nombres ou des chaînes par exemple).

Vous avez probablement déjà noté que les fonctions en clojure sont souvent définies pour plusieurs nombres d’arguments (l’arité de la fonction si vous voulez briller la nuit au prochain ParisJUG). Clojure permet qu’une fonction soit surchargée (overloaded en anglais) et elle peut ainsi avoir une définition différente selon le nombre d’arguments.

Ci-après un exemple très simple de surcharge qui crée une map rectangle avec 1 ou 2 paramètres. La forme a un seul paramètre utilise la forme a 2 paramètres pour construire un carré.

user=> (defn make-rectangle
  ([width] (make-rectangle width width))
  ([width height] {:width width :height height}))

#'user/make-rectangle
user=> (make-rectangle 20)
{:width 20, :height 20}
user=> (make-rectangle 10 20)
{:width 10, :height 20}

Autre exemple plus compliqué, la multiplication implémentée de manière récursive en utilisant 4 formes :

(def mult
  (fn this
    ([] 1)
    ([x] x)
    ([x y] (* x y))
    ([x y & more]
      (apply this (this x y) more))))

La fonction est définie pour 0, 1, 2 arguments et un nombre quelconque d’arguments. Le & indique que ce qui se trouve à droite contient une liste d’arguments, et c’est par ce moyen qu’on définie une fonction variadique (pour quand vous ne brillerez plus assez avec arité).

Décryptons un peu cette multiplication. Tout d’abord, cet exemple n’utilise pas la macro defn, on a donc deux les étapes, décrire la fonction (fn) et la nommer (def). La multiplication utilise 4 variantes. Dans le cas général (4) je prend les 2 paramètres les plus à gauche, je leur applique « moi-même » (this x y) et j’applique ensuite « moi-même » en utilisant ce résultat et tous les paramètres qui restent à droite (more). Si je n’ai que 2 paramètres (3), je les multiple. Si je n’en ai plus qu’un (2), je le renvoie. Si je n’en ai plus (1) je renvoie 1.

Et pourquoi apply ? apply est utilisé dans les contextes où le nombre d’élements n’est pas connu à la compilation et donc typiquement lorsque l’on déconstruit une séquence. Par exemple

user=> (+ 1 2 3 4 5)
15
user=> (+ [1 2 3 4 5])
java.lang.ClassCastException (NO_SOURCE_FILE:0)
user=> (apply + [1 2 3 4 5])
15

L’addition du contenu de la séquence n’est pas possible directement. L’utilisation d’apply permet de déconstruire le tableau pour en lister les éléments et d’effectuer l’opération. Dans le cas de la fonction mult, apply permet de traiter more qui est une séquence.

Et ma multiméthode ?

La multiméthode est un mécanisme plus puissant qui permet de gérer le polymorphisme. La syntaxe est un peu différente et basée sur les verbes defmulti et defmethod.

L’exemple suivant montre une multiméthode « rencontre » entre différentes espèces. Si le paramètre 1 est un lapin et le paramètre 2 un lion, le comportement de « rencontre » est équivalent à la fonction « s’enfuit ». Dans le cas inverse, elle est équivalente à « mange »

(defmulti encounter (fn [x y] [(:Species x) (:Species y)]))
(defmethod encounter [:Bunny :Lion] [b l] :run-away)
(defmethod encounter [:Lion :Bunny] [l b] :eat)

L’exemple complet se trouve dans cet article sur le polymorphisme en Clojure.

Les multimethodes peuvent dispatcher en fonction des types des paramètres mais également sur des valeurs des arguments, leur nombre ou des méta-données selon la syntaxe.

Bref,  « No method in multimethod 'save' for dispatch value: class clojure.lang.Symbol (NO_SOURCE_FILE:0)" signifie seulement « je n’ai pas d’implémentation de save pour le type que tu m’envoie ». Oui, je sais …, mais les magiciens ne vont pas dévoiler tous leurs tours si facilement.

Enfin sauvé

stats est une liste et  save est une fonction Incanter qui fonctionnera que sur une matrice ou un dataset.
Qu’à celà ne tienne, on va construire un dataset avec ces données. Il faut lui indiquer les noms de colonnes et les valeurs.

user=> stats
(119 1429.579831932773 2237.25502018713 10.0 708.0 3393.4
4130.999999999982 13007.0)
user=> (def statsds
 (dataset ["count", "mean", "sd", "min", "median", "q90", "q95", "max"] stats) )

#'user/statsds
user=> statsds
#:incanter.core.Dataset{:column-names ["count" "mean" "sd" "min" "median" "q90" "q95" "max"],
:rows ({"count" 119} {"count" 1429.579831932773} {"count" 2237.25502018713} {"count" 10.0} {"count" 708.0} {"count" 3393.4} {"count" 4130.99999
9999982} {"count" 13007.0})}
user=> (view statsds)

Mmm, est ce bien ce que l’on veut ? Non, en fait le dataset n’est pas dans le bon sens. Il devrait avoir 1 ligne avec une colonne par indicateur.

Si vous allez sur la fonction dataset vous pouvez voir le source sous github. La fonction dataset attend une séquence de séquences ou une séquence de maps. Avec une simple liste, dataset a considéré que l’on voulait une liste de plusieurs lignes de 1 colonne.

La façon la plus simple de résoudre le problème est de transformer la liste en dataset en la transposant pour qu’elle constitue 1 ligne de plusieurs colonnes. Ensuite on lui ajoute des noms de colonnes.

user=> (def statsds (col-names
  (to-dataset stats :transpose true) ["count", "mean", "sd", "min", "median", "q90", "q95", "max"]) )

#'user/statsds
user=> statsds
#:incanter.core.Dataset{:column-names ["count" "mean" "sd" "min" "median" "q90" "q95" "max"],
:rows ({"max" 13007.0, "q95" 4130.999999999982, "q90" 3393.4, "median" 708.0, "min" 10.0, "sd" 2237.25502018713, "mean" 1429.579831932773, "count" 119})}
user=> (view statsds)
Le dataset est bien dans le bon sens et on peut le sauver
user=> (save statsds "/Users/cfalguiere/Documents/stats.csv")
nil

Il manque juste une dernière info utile le taux d’erreurs et le top n.
Pour le taux d »erreurs, on verra plus tard (surtout qu’il n’y en a pas dans le jeu de données) mais pour le top 5 des pires temps voici l’incantation trier-les-lignes-renverser-l-ordre-et-prendre-les-5-premiers

user=> (take 5 (reverse (sort-by :t (:rows data))))
({:na 1, :by 172777, :rm "OK", :rc 200, :s "true", :ts 1.324109405557E12, :lt 1398, :t 13007, :lb "/CategoryDisplay"}
{:na 1, :by 33235, :rm "OK", :rc 200, :s "true", :ts 1.324109282891E12, :lt 8967, :t 8981, :lb "/--product--.html"} ...

Et voilà d’autres tours de sorciers inscrits dans le grimoire. Dans l’épisode 5 on regroupera ces données pour avoir des résultats plus détaillés, par label par exemple et on fera des graphes de ces données.

Une réflexion sur “Alohomora Incanter-4

  1. Pingback: supercalifragilisticexpialidocious Incanter-3 « Claude au pays des 4J

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