Hadoop大數據分析應用場景

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為了滿足日益增長的業務變化，京東的京麥團隊在京東大數據平台的基礎上，採用了hadoop等熱門的開源大數據計算引擎，打造了一款為京東運營和產品提供決策性的數據類產品-北斗平台。

一、Hadoop的應用業務分析

大數據是不能用傳統的計算技術處理的大型數據集的集合。它不是一個單一的技術或工具，而是涉及的業務和技術的許多領域。

目前主流的三大分散式計算系統分別為:Hadoop、Spark和Strom：

Hadoop當前大數據管理標準之一，運用在當前很多商業應用系統。可以輕鬆地集成結構化、半結構化甚至非結構化數據集。

Spark採用了內存計算。從多迭代批處理出發，允許將數據載入內存作反覆查詢，此外還融合數據倉庫，流處理和圖形計算等多種計算範式。Spark構建在HDFS上，能與Hadoop很好的結合。它的RDD是一個很大的特點。

Storm用於處理高速、大型數據流的分散式實時計算系統。為Hadoop添加了可靠的實時數據處理功能

Hadoop是使用Java編寫，允許分布在集群，使用簡單的編程模型的計算機大型數據集處理的Apache的開源框架。 Hadoop框架應用工程提供跨計算機集群的分散式存儲和計算的環境。 Hadoop是專為從單一伺服器到上千台機器擴展，每個機器都可以提供本地計算和存儲。

Hadoop適用于海量數據、離線數據和負責數據，應用場景如下：

場景1：數據分析，如京東海量日誌分析，京東商品推薦，京東用戶行為分析

場景2：離線計算，(異構計算 分散式計算)天文計算

場景3：海量數據存儲，如京東的存儲集群

基於京麥業務三個實用場景

京麥用戶分析

京麥流量分析

京麥訂單分析

都屬於離線數據，決定採用Hadoop作為京麥數據類產品的數據計算引擎，後續會根據業務的發展，會增加Storm等流式計算的計算引擎，下圖是京麥的北斗系統架構圖：

(圖一)京東北斗系統

二、淺談Hadoop的基本原理

Hadoop分散式處理框架核心設計

HDFS ：(Hadoop Distributed File System)分散式文件系統

MapReduce： 是一種計算模型及軟體架構

2.1 HDFS

HDFS(Hadoop File System)，是Hadoop的分散式文件存儲系統。

將大文件分解為多個Block，每個Block保存多個副本。提供容錯機制，副本丟失或者宕機時自動恢復。默認每個Block保存3個副本，64M為1個Block。將Block按照key-value映射到內存當中。

(圖二)數據寫入HDFS

(圖三)HDFS讀取數據

2.2 MapReduce

MapReduce是一個編程模型，封裝了並行計算、容錯、數據分布、負載均衡等細節問題。MapReduce實現最開始是映射map，將操作映射到集合中的每個文檔，然後按照產生的鍵進行分組，並將產生的鍵值組成列表放到對應的鍵中。化簡(reduce)則是把列表中的值化簡成一個單值，這個值被返回，然後再次進行鍵分組，直到每個鍵的列表只有一個值為止。這樣做的好處是可以在任務被分解後，可以通過大量機器進行並行計算，減少整個操作的時間。但如果你要我再通俗點介紹，那麼，說白了，Mapreduce的原理就是一個分治演算法。

演算法：

MapReduce計劃分三個階段執行，即映射階段，shuffle階段，並減少階段。

映射階段：映射或映射器的工作是處理輸入數據。一般輸入數據是在文件或目錄的形式，並且被存儲在Hadoop的文件系統(HDFS)。輸入文件被傳遞到由線映射器功能線路。映射器處理該數據，並創建數據的若干小塊。

減少階段：這個階段是：Shuffle階段和Reduce階段的組合。減速器的工作是處理該來自映射器中的數據。處理之後，它產生一組新的輸出，這將被存儲在HDFS。

2.3 HIVE

hive是基於Hadoop的一個數據倉庫工具，可以將結構化的數據文件映射為一張資料庫表，並提供完整的sql查詢功能，可以將sql語句轉換為MapReduce任務進行運行，這套SQL 簡稱HQL。使不熟悉mapreduce 的用戶很方便的利用SQL 語言查詢，匯總，分析數據。而mapreduce開發人員可以把己寫的mapper 和reducer 作為插件來支持Hive 做更複雜的數據分析。

(圖五)HIVE體系架構圖

由上圖可知，hadoop和mapreduce是hive架構的根基。Hive架構包括如下組件：CLI(command line interface)、JDBC/ODBC、Thrift Server、WEB GUI、metastore和Driver(Complier、Optimizer和Executor)。

三、Hadoop走過來的那些坑

進行HIVE操作的時候，HQL寫的不當，容易造成數據傾斜，大致分為這麼幾類：空值數據傾斜、不同數據類型關聯產生數據傾斜和Join的數據偏斜。只有理解了Hadoop的原理，熟練使用HQL，就會避免數據傾斜，提高查詢效率。

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