海量數(shù)據(jù)處理問題是一項艱巨而復(fù)雜的任務(wù)。原因有以下幾個方面:
一、數(shù)據(jù)量過大,數(shù)據(jù)中什么情況都可能存在。如果說有10條數(shù)據(jù),那么大不了每條去逐一檢查,人為處理,如果有上百條數(shù)據(jù),也可以考慮,如果數(shù)據(jù)上到千萬級別,甚至過億,那不是手工能解決的了,必須通過工具或者程序進(jìn)行處理,尤其海量的數(shù)據(jù)中,什么情況都可能存在,例如,數(shù)據(jù)中某處格式出了問題,尤其在程序處理時,前面還能正常處理,突然到了某個地方問題出現(xiàn)了,程序終止了。httpwww.itokit.com
二、軟硬件要求高,系統(tǒng)資源占用率高。對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,除了好的方法,最重要的就是合理使用工具,合理分配系統(tǒng)資源。一般情況,如果處理的數(shù)據(jù)過TB級,小型機(jī)是要考慮的,普通的機(jī)子如果有好的方法可以考慮,不過也必須加大CPU和內(nèi)存,就象面對著千軍萬馬,光有勇氣沒有一兵一卒是很難取勝的。
三、要求很高的處理方法和技巧。這也是本文的寫作目的所在,好的處理方法是一位工程師長期工作經(jīng)驗的積累,也是個人的經(jīng)驗的總結(jié)。沒有通用的處理方法,但有通用的原理和規(guī)則。
那么處理海量數(shù)據(jù)有哪些經(jīng)驗和技巧呢,我把我所知道的羅列一下,以供大家參考:
一、選用優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫工具h(yuǎn)ttpwww.itokit.com
現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫工具廠家比較多,對海量數(shù)據(jù)的處理對所使用的數(shù)據(jù)庫工具要求比較高,一般使用Oracle或者DB2,微軟公司最近發(fā)布的SQL Server 2005性能也不錯。另外在BI領(lǐng)域:數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)倉庫,多維數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)挖掘等相關(guān)工具也要進(jìn)行選擇,象好的ETL工具和好的OLAP工具都十分必要,例如Informatic,Eassbase等。筆者在實際數(shù)據(jù)分析項目中,對每天6000萬條的日志數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,使用SQL Server 2000需要花費6小時,而使用SQL Server 2005則只需要花費3小時。
二、編寫優(yōu)良的程序代碼
處理數(shù)據(jù)離不開優(yōu)秀的程序代碼,尤其在進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)處理時,必須使用程序。好的程序代碼對數(shù)據(jù)的處理至關(guān)重要,這不僅僅是數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確度的問題,更是數(shù)據(jù)處理效率的問題。良好的程序代碼應(yīng)該包含好的算法,包含好的處理流程,包含好的效率,包含好的異常處理機(jī)制等。
三、對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)操作
對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)操作十分必要,例如針對按年份存取的數(shù)據(jù),我們可以按年進(jìn)行分區(qū),不同的數(shù)據(jù)庫有不同的分區(qū)方式,不過處理機(jī)制大體相同。例如SQL Server的數(shù)據(jù)庫分區(qū)是將不同的數(shù)據(jù)存于不同的文件組下,而不同的文件組存于不同的磁盤分區(qū)下,這樣將數(shù)據(jù)分散開,減小磁盤IO,減小了系統(tǒng)負(fù)荷,而且還可以將日志,索引等放于不同的分區(qū)下。
四、建立廣泛的索引
對海量的數(shù)據(jù)處理,對大表建立索引是必行的,建立索引要考慮到具體情況,例如針對大表的分組、排序等字段,都要建立相應(yīng)索引,一般還可以建立復(fù)合索引,對經(jīng)常插入的表則建立索引時要小心,筆者在處理數(shù)據(jù)時,曾經(jīng)在一個ETL流程中,當(dāng)插入表時,首先刪除索引,然后插入完畢,建立索引,并實施聚合操作,聚合完成后,再次插入前還是刪除索引,所以索引要用到好的時機(jī),索引的填充因子和聚集、非聚集索引都要考慮。
五、建立緩存機(jī)制httpwww.itokit.com
當(dāng)數(shù)據(jù)量增加時,一般的處理工具都要考慮到緩存問題。緩存大小設(shè)置的好差也關(guān)系到數(shù)據(jù)處理的成敗,例如,筆者在處理2億條數(shù)據(jù)聚合操作時,緩存設(shè)置為100000條Buffer,這對于這個級別的數(shù)據(jù)量是可行的。
六、加大虛擬內(nèi)存
如果系統(tǒng)資源有限,內(nèi)存提示不足,則可以靠增加虛擬內(nèi)存來解決。筆者在實際項目中曾經(jīng)遇到針對18億條的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,內(nèi)存為1GB,1個P4 2.4G的CPU,對這么大的數(shù)據(jù)量進(jìn)行聚合操作是有問題的,提示內(nèi)存不足,那么采用了加大虛擬內(nèi)存的方法來解決,在6塊磁盤分區(qū)上分別建立了6個4096M的磁盤分區(qū),用于虛擬內(nèi)存,這樣虛擬的內(nèi)存則增加為 40966 + 1024 = 25600 M,解決了數(shù)據(jù)處理中的內(nèi)存不足問題。
七、分批處理
海量數(shù)據(jù)處理難因為數(shù)據(jù)量大,那么解決海量數(shù)據(jù)處理難的問題其中一個技巧是減少數(shù)據(jù)量。可以對海量數(shù)據(jù)分批處理,然后處理后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行合并操作,這樣逐個擊破,有利于小數(shù)據(jù)量的處理,不至于面對大數(shù)據(jù)量帶來的問題,不過這種方法也要因時因勢進(jìn)行,如果不允許拆分?jǐn)?shù)據(jù),還需要另想辦法。不過一般的數(shù)據(jù)按天、按月、按年等存儲的,都可以采用先分后合的方法,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分開處理。
八、使用臨時表和中間表
數(shù)據(jù)量增加時,處理中要考慮提前匯總。這樣做的目的是化整為零,大表變小表,分塊處理完成后,再利用一定的規(guī)則進(jìn)行合并,處理過程中的臨時表的使用和中間結(jié)果的保存都非常重要,如果對于超海量的數(shù)據(jù),大表處理不了,只能拆分為多個小表。如果處理過程中需要多步匯總操作,可按匯總步驟一步步來,不要一條語句完成,一口氣吃掉一個胖子。
九、優(yōu)化查詢SQL語句httpwww.itokit.com
在對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢處理過程中,查詢的SQL語句的性能對查詢效率的影響是非常大的,編寫高效優(yōu)良的SQL腳本和存儲過程是數(shù)據(jù)庫工作人員的職責(zé),也是檢驗數(shù)據(jù)庫工作人員水平的一個標(biāo)準(zhǔn),在對SQL語句的編寫過程中,例如減少關(guān)聯(lián),少用或不用游標(biāo),設(shè)計好高效的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)等都十分必要。筆者在工作中試著對1億行的數(shù)據(jù)使用游標(biāo),運行3個小時沒有出結(jié)果,這是一定要改用程序處理了。
十、使用文本格式進(jìn)行處理
對一般的數(shù)據(jù)處理可以使用數(shù)據(jù)庫,如果對復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,必須借助程序,那么在程序操作數(shù)據(jù)庫和程序操作文本之間選擇,是一定要選擇程序操作文本的,原因為:程序操作文本速度快;對文本進(jìn)行處理不容易出錯;文本的存儲不受限制等。例如一般的海量的網(wǎng)絡(luò)日志都是文本格式或者csv格式(文本格式),對它進(jìn)行處理牽扯到數(shù)據(jù)清洗,是要利用程序進(jìn)行處理的,而不建議導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫再做清洗。
十一、 定制強(qiáng)大的清洗規(guī)則和出錯處理機(jī)制
海量數(shù)據(jù)中存在著不一致性,極有可能出現(xiàn)某處的瑕疵。例如,同樣的數(shù)據(jù)中的時間字段,有的可能為非標(biāo)準(zhǔn)的時間,出現(xiàn)的原因可能為應(yīng)用程序的錯誤,系統(tǒng)的錯誤等,這是在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時,必須制定強(qiáng)大的數(shù)據(jù)清洗規(guī)則和出錯處理機(jī)制。
十二、 建立視圖或者物化視圖
視圖中的數(shù)據(jù)來源于基表,對海量數(shù)據(jù)的處理,可以將數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則分散到各個基表中,查詢或處理過程中可以基于視圖進(jìn)行,這樣分散了磁盤IO,正如10根繩子吊著一根柱子和一根吊著一根柱子的區(qū)別。
十三、 避免使用32位機(jī)子(極端情況)
目前的計算機(jī)很多都是32位的,那么編寫的程序?qū)?nèi)存的需要便受限制,而很多的海量數(shù)據(jù)處理是必須大量消耗內(nèi)存的,這便要求更好性能的機(jī)子,其中對位數(shù)的限制也十分重要。
十四、 考慮操作系統(tǒng)問題
海量數(shù)據(jù)處理過程中,除了對數(shù)據(jù)庫,處理程序等要求比較高以外,對操作系統(tǒng)的要求也放到了重要的位置,一般是必須使用服務(wù)器的,而且對系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性等要求也比較高。尤其對操作系統(tǒng)自身的緩存機(jī)制,臨時空間的處理等問題都需要綜合考慮。
十五、 使用數(shù)據(jù)倉庫和多維數(shù)據(jù)庫存儲
數(shù)據(jù)量加大是一定要考慮OLAP的,傳統(tǒng)的報表可能5、6個小時出來結(jié)果,而基于Cube的查詢可能只需要幾分鐘,因此處理海量數(shù)據(jù)的利器是OLAP多維分析,即建立數(shù)據(jù)倉庫,建立多維數(shù)據(jù)集,基于多維數(shù)據(jù)集進(jìn)行報表展現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等。
十六、 使用采樣數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘
基于海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘正在逐步興起,面對著超海量的數(shù)據(jù),一般的挖掘軟件或算法往往采用數(shù)據(jù)抽樣的方式進(jìn)行處理,這樣的誤差不會很高,大大提高了處理效率和處理的成功率。一般采樣時要注意數(shù)據(jù)的完整性和,防止過大的偏差。筆者曾經(jīng)對1億2千萬行的表數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣,抽取出400萬行,經(jīng)測試軟件測試處理的誤差為千分之五,客戶可以接受。
還有一些方法,需要在不同的情況和場合下運用,例如使用代理鍵等操作,這樣的好處是加快了聚合時間,因為對數(shù)值型的聚合比對字符型的聚合快得多。類似的情況需要針對不同的需求進(jìn)行處理。
海量數(shù)據(jù)是發(fā)展趨勢,對數(shù)據(jù)分析和挖掘也越來越重要,從海量數(shù)據(jù)中提取有用信息重要而緊迫,這便要求處理要準(zhǔn)確,精度要高,而且處理時間要短,得到有價值信息要快,所以,對海量數(shù)據(jù)的研究很有前途,也很值得進(jìn)行廣泛深入的研究。
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posted on 2008-02-18 10:13
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