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大数据实例:高负载低延迟动态算法解析

  技术

  Hadoop和Pangool

  整个分析和处理流程使用Pangool Jobs在Hadoop基础上。这给我们带来了良好的平衡性、灵活性和敏捷性。元组的使用使我们在流程之间使用简单的数据类型(int、string)传送信息,我们可以把其他复杂对象(如柱状图)与他们自己的自定义进行序列化。

  而且,因为Pangool仍然是一个低级别API,我们可以在需要时细调大量单个作业。

  Voldemort

  Voldemort是一个分布式键-值(Key-value)存储系统,是亚马逊Dynamo的一个开源克隆。

大数据实例:高负载低延迟动态算法解析

  Voldemort背后的主要想法是在组块中分隔数据。每个组块都被复制,并担任Voldemort集群的节点。每个Voldemort守护进程都能够路由查询节点,以保持一个特定的键值。Voldemort支持快速读取和随机写入,但在这个项目中,我们使用Voldemort作为只读数据存储,在每个批处理过程取代所有数据组块。因为数据存储预先由Hadoop生成、查询服务不受部署过程影响。这是使用这种只读、批处理方法的优点之一。我们也改变集群拓扑结构的相当简易的方法,并可在需要的时候重新平衡数据。

  Voldemort提供了一个Hadoop的MapReduce作业,创建数据存储在一个分布式集群。每数据块仅仅是是一个Berkeley DB的B树。

  Voldemort的接口是TCP,但我们想使用HTTP服务数据。VServ是一个简单的HTTP服务器,它将传入的HTTP请求转换为Voldemort TCP请求。负载均衡器负责所有VServs之间的共享查询。

  计算的数据

  统计

  部分分析包含计算简单的统计数据:最大值、最小值、平均值、标准偏差、独特的技术等。他们都使用众所周知的MapReduce方法来实现,但我们也计算一些柱状图。为了有效地在Hadoop实现它们,我们创建了一个自定义的柱状图,可以在一次遍历中计算。此外通过各个业务相应的柱状图,我们只需要一步MapReduce,就可以为所有的业务做任何周期的简单统计。

  为了减少柱状图所使用的存储量,并改善其可视化,原来的计算柱状图中许多小的项目被转化成几个大的不同宽度的项目。下图显示了一个特定的柱状图转化的非常好的方案:

大数据实例:高负载低延迟动态算法解析

  使用随机重启爬山近似算法对非常好的柱状图进行计算。下面的图显示了每个爬山迭代上可能的变动:

大数据实例:高负载低延迟动态算法解析

  该算法已被证明是非常快速、准确的:相比一个精确的动态算法,我们已经实现了99%的准确率,这是高速增长的因素之一。

  商务建议

  建议使用同现(co-ocurrences)计算。也就是说,如果有人A和B这两个商店都买了东西,那么A和B之间存在一个同现。只有一个同现考虑,即使客户在A和B购买了好几次。

  但同现这一简单想法被使用还需要一些改进。首先,最受欢迎的商店都使用一个简单的频率删减过滤掉,因为几乎每个人都会在他们那购买,所以没有价值再推荐它们。按位置、按商店类别或同时进行过滤推荐,也改善了建议。基于时间的同现会产生较热建议与“总是正确”的建议之间的较量。在可能出现并发行为的地方(用户在购买后看见推荐商品又买了第二件)限制时间。

  尽管一些挑战不容易克服,但Hadoop和Pangool仍然是计算同现和生成建议的完美工具。特别是如果一个买家在许多商店进行支付行为,这个信贷调用将显示同现的数量二次增长,使分析不是成线性比例。因为这种情况极少出现,所以我们只限制每张卡的同现的数量,只考虑那些买家在哪买的最多。

  成本和一些数字

  在Voldemort统计的,在西班牙使用的BBVA信用卡一年的交易信息量270GB。整个处理流程将在一个24“m1.large”集群上运行11个小时。整个基础设施,包括EC2实例所需要的服务所产生的数据将每月花费3500美元。

  虽然仍有优化的空间,但考虑到解决方案是敏捷的、灵活的并且在云中,这个价格还是相当合理的。系统运行在一个内部基础设施的成本会便宜很多。

  结论与未来

  幸好有了像Hadoop、Amazon Web Services和NoSQL数据库这样的技术,才可以以合理的成本,迅速发展可扩展的、灵活的解决方案。

  未来的工作将涉及通过Splout SQL替代Voldemort,将允许部署hadoop生成的数据集,扩展了低延迟的键/值到低延迟的SQL。这将减少分析时间并“实时”执行许多聚合的数据量。

  本文来自:High Scalabilit

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