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流計(jì)算

  • 流計(jì)算
在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程中,總是先收集數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)放到DB中。當(dāng)人們需要的時(shí)候通過DB對(duì)數(shù)據(jù)做query,得到答案或進(jìn)行相關(guān)的處理。這樣看起來雖然非常合理,但是結(jié)果卻非常的緊湊和,尤其是在一些實(shí)時(shí)搜索應(yīng)用環(huán)境中的某些具體問題,類似于MapReduce方式的離線處理并不能很好地解決問題。這就引出了一種新的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)---流計(jì)算方式。它可以很好地對(duì)大規(guī)模流動(dòng)數(shù)據(jù)在不斷變化的運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)地進(jìn)行分析,捕捉到可能有用的信息,并把結(jié)果發(fā)送到下一計(jì)算節(jié)點(diǎn)。

  內(nèi)容

  比較早期代表系統(tǒng)有IBM的System S,它是一個(gè)完整的計(jì)算架構(gòu),通過“stream computing”技術(shù),可以對(duì)stream形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行real-time的分析。“最初的系統(tǒng)擁有大約800個(gè)微處理器,但I(xiàn)BM稱,根據(jù)需求,這個(gè)數(shù)字也有可能上萬。研究者講到,其中最關(guān)鍵的部分是System S軟件,它可以將任務(wù)分開,比如分為圖像識(shí)別和文本識(shí)別,然后將處理后的結(jié)果碎片組成完整的答案。IBM實(shí)驗(yàn)室高性能流運(yùn)算項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Nagui Halim談到:System S是一個(gè)全新的運(yùn)算模式,它的靈活性和速度頗具優(yōu)勢。而與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,它的方式更加智能化,可以適當(dāng)轉(zhuǎn)變,以適用其需要解決的問題。

  商用搜索引擎,像Google、Bing和Yahoo!等,通常在用戶查詢響應(yīng)中提供結(jié)構(gòu)化的Web結(jié)果,同時(shí)也插入基于流量的點(diǎn)擊付費(fèi)模式的文本廣告。為了在頁面上最佳位置展現(xiàn)最相關(guān)的廣告,通過一些算法來動(dòng)態(tài)估算給定上下文中一個(gè)廣告被點(diǎn)擊的可能性。上下文可能包括用戶偏好、地理位置、歷史查詢、歷史點(diǎn)擊等信息。一個(gè)主搜索引擎可能每秒鐘處理成千上萬次查詢,每個(gè)頁面都可能會(huì)包含多個(gè)廣告。為了及時(shí)處理用戶反饋,需要一個(gè)低延遲、可擴(kuò)展、高可靠的處理引擎。然而,對(duì)于這些實(shí)時(shí)性要求很高的應(yīng)用,盡管MapReduce作了實(shí)時(shí)性改進(jìn),但仍很難穩(wěn)定地滿足應(yīng)用需求。因?yàn)?span id="baemybv" class='hrefStyle'>Hadoop為批處理作了高度優(yōu)化,MapReduce系統(tǒng)典型地通過調(diào)度批量任務(wù)來操作靜態(tài)數(shù)據(jù);而流式計(jì)算的典型范式之一是不確定數(shù)據(jù)速率的事件流流入系統(tǒng),系統(tǒng)處理能力必須與事件流量匹配,或者通過近似算法等方法優(yōu)雅降級(jí),通常稱為負(fù)載分流(load-shedding)。當(dāng)然,除了負(fù)載分流,流式計(jì)算的容錯(cuò)處理等機(jī)制也和批處理計(jì)算不盡相同。

  有人會(huì)說,MR也有自己的實(shí)時(shí)計(jì)算方案,比如說HOP。

  但是,這類基于MapReduce進(jìn)行流式處理的方案有三個(gè)主要缺點(diǎn)。

  綜上所述,流式處理的模式?jīng)Q定了要和批處理使用非常不同的架構(gòu),試圖搭建一個(gè)既適合流式計(jì)算又適合批處理計(jì)算的通用平臺(tái),結(jié)果可能會(huì)是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng),并且最終系統(tǒng)可能對(duì)兩種計(jì)算都不理想。

  目前流式計(jì)算是業(yè)界研究的一個(gè)熱點(diǎn),最近Twitter、LinkedIn等公司相繼開源了流式計(jì)算系統(tǒng)Storm、Kafka等,加上Yahoo!之前開源的S4,流式計(jì)算研究在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域持續(xù)升溫。不過流式計(jì)算并非最近幾年才開始研究,傳統(tǒng)行業(yè)像金融領(lǐng)域等很早就已經(jīng)在使用流式計(jì)算系統(tǒng),比較知名的有StreamBase、Borealis等。

  應(yīng)用

  流運(yùn)算在內(nèi)容方面,主要面向以下幾種應(yīng)用:對(duì)金融與科學(xué)計(jì)算當(dāng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更快運(yùn)算和分析的需求;對(duì)存在于社交網(wǎng)站、博客、電子郵件、視頻、新聞、電話記錄、傳輸數(shù)據(jù)、電子感應(yīng)器之中的數(shù)字格式的信息流進(jìn)行快速處理并反饋的需求。


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