Python で pandas を使って CouchDB データを可視化する方法

Python の豊富なエコシステムを活用することで、作業を迅速に開始し、システム間の連携をより効果的に行うことができます。CData Python Connector for CouchDB、pandas および Matplotlib モジュール、SQLAlchemy ツールキットを組み合わせることで、CouchDB に接続した Python アプリケーションやスクリプトを構築し、CouchDB のデータを可視化できます。この記事では、pandas、SQLAlchemy、Matplotlib の組み込み関数を使用して CouchDB のデータに接続し、クエリを実行して結果を可視化する方法を説明します。

CData Python Connector は、組み込みの最適化されたデータ処理機能により、Python での CouchDB のデータへのリアルタイムアクセスにおいて比類のないパフォーマンスを提供します。CouchDB に対して複雑な SQL クエリを発行すると、ドライバーはフィルタや集計などのサポートされている SQL 操作を CouchDB に直接プッシュし、サポートされていない操作（多くの場合、SQL 関数や JOIN 操作）は組み込みの SQL エンジンを使用してクライアント側で処理します。

CouchDB のデータへの接続

CouchDB のデータへの接続は、他のリレーショナルデータソースへの接続と同様です。必要な接続プロパティを使用して接続文字列を作成します。この記事では、接続文字列を create_engine 関数のパラメータとして渡します。

Apache CouchDB 接続プロパティの取得・設定方法

それでは、Apache CouchDB に接続していきましょう。Url 接続プロパティをApache CouchDB インスタンスのURL に設定します。例：http://localhost:5984

ユーザー（またはJWT）が特定のデータベースだけにアクセスできるようにしたい場合は、Apache CouchDB インスタンスで"admin_only_all_dbs" オプションを設定し、テーブルをリストするためにCData 製品が必要とする"/_all_dbs" エンドポイントへのアクセス権をすべてのユーザーに付与する必要があります。

Apache CouchDB への認証

続いて、認証方法を設定しましょう。CData 製品では、3種類の認証をサポートしています。

• Basic：基本的なユーザー名 / パスワード認証
• JWT：JWT 認証
• None：パブリックなデータベースへの匿名アクセス

Basic 認証

データに接続するには、以下のプロパティを設定してください。

• AuthScheme：Basic
• User：認証に使用されるApache CouchDB ユーザーアカウント
• Password：認証するユーザーに関連付けられたApache CouchDB パスワード

その他の認証方法については、ヘルプドキュメントの「接続の確立」セクションをご確認ください。

以下の手順に従って、必要なモジュールをインストールし、Python オブジェクトを介して CouchDB にアクセスしてみましょう。

必要なモジュールのインストール

pip ユーティリティを使用して、pandas、Matplotlib モジュール、および SQLAlchemy ツールキットをインストールします。

pip install pandas
pip install matplotlib
pip install sqlalchemy

以下のようにモジュールをインポートしてください。

import pandas
import matplotlib.pyplot as plt
from sqlalchemy import create_engine

Python で CouchDB のデータを可視化する

接続文字列を使用して接続できます。create_engine 関数を使用して、CouchDB のデータを操作するための Engine を作成します。

engine = create_engine("apachecouchdb:///?Url=http://localhost:5984&User=abc123&Password=abcdef")

CouchDB への SQL の実行

pandas の read_sql 関数を使用して、SQL ステートメントを実行し、結果セットを DataFrame に格納します。

df = pandas.read_sql("SELECT MovieRuntime, MovieRating FROM Movies WHERE MovieRating = 'R'", engine)

CouchDB のデータの可視化

クエリ結果が DataFrame に格納されたら、plot 関数を使用して CouchDB のデータを表示するグラフを作成します。show メソッドで、グラフを新しいウィンドウに表示します。

df.plot(kind="bar", x="MovieRuntime", y="MovieRating")
plt.show()

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完全なソースコード

import pandas
import matplotlib.pyplot as plt
from sqlalchemy import create_engin

engine = create_engine("apachecouchdb:///?Url=http://localhost:5984&User=abc123&Password=abcdef")
df = pandas.read_sql("SELECT MovieRuntime, MovieRating FROM Movies WHERE MovieRating = 'R'", engine)

df.plot(kind="bar", x="MovieRuntime", y="MovieRating")
plt.show()