当前位置:

首页 > 软件教程 > 大数据处理基础(下)详解

大数据处理基础(下)详解

学习笔记继续巩固蔡老师的课程知识点~IndexWorkflow设计模式发布/订阅模式CAP定理Lambda架构Kappa架构Workflow设计模式工作流系统(WorkflowSystem)是将多个不同的处理模块连接在一起,通过有向无环图(DirectedAcyclicGraph/DAG)得到所需结果的系统。4种WorkflowSystem的设计模式复制模式(CopierPattern):将单个数据处理模块中的数据完整复制到两个或多个数据处理模块中,用于对同一数据集进行多种不同的数据处理转换。

本文目录

    学习笔记

    继续巩固蔡老师的课程知识点~

    Index

    • Workflow设计模式
    • 发布/订阅模式
    • CAP定理
    • Lambda架构
    • Kappa架构

    Workflow设计模式

    工作流系统(Workflow System)是将多个不同的处理模块连接在一起,通过有向无环图(Directed Acyclic Graph/DAG)得到所需结果的系统。

    4种 Workflow System的设计模式

    • 复制模式(Copier Pattern):将单个数据处理模块中的数据完整复制到两个或多个数据处理模块中,用于对同一数据集进行多种不同的数据处理转换。
    • 过滤模式(Filter Pattern):过滤掉不符合条件的数据,用于针对数据集中的特定数据进行处理。
    • 分离模式(Splitter Pattern):对数据集中的不同数据分别进行处理,分组但不过滤数据,同一数据可划分到不同处理模块。
    • 合并模式(Joiner Pattern):将多个不同的数据集转换集中在一起,形成一个总数据集,并在工作流中处理。

    发布/订阅模式(Publish/Subscribe Pattern)

    这是在流数据处理中非常流行的设计模式,也被称为 Pub/Sub。

    消息与消息队列

    • 消息:在分布式架构中,各组件(如后台数据库、前端浏览器)通过消息进行通讯,消息格式任意。
    • 消息队列:在 Pub/Sub 中,消息队列作为持久化缓冲(Durable Buffer),保存消息直到接收方确认收到。

    发布/订阅模式基础概念

    发布/订阅模式允许消息发送方异步发送消息给系统中的不同组件,无需知道接收方是谁。发送方称为发布者(Publisher),接收方称为订阅者(Subscriber)。

    BigData | 大数据处理基本功(下)

    优点

    • 松耦合(Loose Coupling):发布者与订阅者在开发时无需事先知道对方的存在,可以独立开发。
    • 高伸缩性(High Scalability):消息队列可以独立作为数据存储中心存在,适合分布式环境。
    • 组件间通信更简洁:只需定义好消息格式,订阅者即可按此格式接收消息。

    缺点

    • 不能保证发布者发送的数据一定会送达订阅者,需开发者实现响应机制。

    适用场景

    • 发送方需要向大量接收方广播消息。
    • 组件需要与多个独立开发的组件或服务通信,这些组件或服务使用不同编程语言和通信协议。
    • 发送方在发送消息后无需接收方实时响应。
    • 对数据一致性的要求只需最终一致性(Eventual Consistency)。

    CAP定理

    简单来说,CAP定理证明了以下三属性:

    BigData | 大数据处理基本功(下)

    • C属性(一致性):所有分布式操作都像在单机上完成一样。
    • A属性(可用性):在分布式系统中,任意非故障服务器都必须对客户请求产生响应。
    • P属性(分区容错性):即使部分节点之间无法连通,系统也必须能够返回消息。

    衍生的系统

    • CP系统:Google BigTable、Hbase、MongoDB、Redis、MemCacheDB
    • AP系统:Amazon Dynamo、Apache Cassandra、Voldemort
    • CA系统:Apache Kafka

    放弃了P属性的Kafka

    Kafka0.8版本引入了Replication,通过将数据复制到不同节点增强数据的持久性(Durability)和可用性(Availability)。所有数据日志存储在同一个数据中心,网络分区错误可能性小。

    在Kafka数据副本(Data Replication)设计中,通过Zookeeper选举出领导者节点(Leader),负责维护同步数据副本(In-sync-replica)。数据写入在领导者节点记录,通知副本存储并回复用户写入成功。如果领导者节点挂了,Zookeeper会重新选举健康节点作为新的领导者节点。

    Lambda架构

    Lambda架构帮助开发人员构建大规模分布式数据处理系统,具有灵活性和可扩展性,对硬件故障和人为失误有很好的容错性。

    Lambda架构由三层系统组成:批处理层(Batch Layer)、速度处理层(Speed Layer)、服务层(Serving Layer)。

    BigData | 大数据处理基本功(下)

    不同的系统层职责

    • 批处理层:存储管理主数据集和预先批处理计算好的视图,计算历史数据,准确性高但实效性低。
    • 速度处理层:实时处理新的大数据,提供实时视图,速度快但数据不是全量,参考价值有限。
    • 服务层:接收批处理层和速度处理层的处理结果,响应用户查询。

    案例分析

    • 批处理层:使用停车场历史数据或每半小时获取的停车位数据,构建预测模型,预测剩余车位。
    • 速度处理层:聚集用户GPS数据,建立预测模型,预测附近停车场拥挤程度。
    • 服务层:结合批处理层和速度处理层的预测分数,将最高分数的停车场推荐给用户,提高推荐准确率。

    BigData | 大数据处理基本功(下)

    Kappa架构

    Kappa架构因Lambda架构维护复杂而存在,因为Lambda架构有两个完全不同的分布式系统(批处理和流处理),语法不同但逻辑需相同。

    Kappa架构改进了某一层的架构,使其具有另一层的特性。

    以Apache Kafka流处理平台为例:

    由于Apache Kafka具有永久保存数据日志的功能,可以删除批处理层,仅保留流处理层。

    步骤

    • Step1:部署Apache Kafka,设置数据日志保留期(Retention Period)为Forever。
    • Step2:重新启动Apache Kafka作业实例,从头开始计算保存的历史数据,将结果输出到新数据视图中。
    • Step3:当新数据视图处理进度赶上旧数据视图时,应用切换到从新数据视图读取。
    • Step4:停止旧版本作业实例,删除旧数据视图。

    其架构如下图所示:

    BigData | 大数据处理基本功(下)

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    软件教程 apache
    相关文章 更多
    apache修改端口的方法与配置文件操作教程
    apache修改端口的方法与配置文件操作教程

    详解Apache服务器修改监听端口的方法,涵盖httpd.conf与ports.conf的配置差异,解决端口占用与虚拟主机冲突问题,确保服务平稳切换。

    apache安装全过程详解教程新手完整操作步骤
    apache安装全过程详解教程新手完整操作步骤

    详解Linux环境下Apache HTTP Server的安装步骤,涵盖yum/apt包管理安装、源码编译差异、端口冲突排查及systemd服务配置,帮助开发者快速搭建稳定的Web服务环境。

    PHP学习之 Apache 加载 PHP
    PHP学习之 Apache 加载 PHP

    配置Apache服务器加载PHP需三步:首先找到PHP模块文件(如php7apache2_4.dll),然后在配置文件中添加LoadModule指令加载该模块,再添加AddType指令使Apache将.php文件交由PHP处理。此外还可设置PHPIniDir指令指定PHP配置文件路径。每次修改配置文件后需重启Apache服务器方可生效。

    apache 怎么解析php,apache如何解析php
    apache 怎么解析php,apache如何解析php

    Apache与PHP集成需配置环境:在httpd.conf中添加LoadModulephp5_module和PHPIniDir指令,设置AddTypeapplication/x-httpd-php.php,并修改php.ini的extension_dir指向正确扩展目录。重启Apache,通过test.php验证解析即可成功。

    PHP4移植到PHP5
    PHP4移植到PHP5

    在Apache服务器上,PHP4与PHP5无法同时以模块加载,需将一者配置为CGI模式。通常先以PHP4为模块、PHP5为CGI运行,待代码逐步迁移至面向对象风格后交换角色。CGI模式性能较低且无法使用Apache基本认证机制。

    【php】php版本的说明
    【php】php版本的说明

    PHP版本选择关注5.2.x和5.3.x:5.2兼容性最佳,建议用5.2.17;5.3稳定性更强,支持php-fpm、命名空间等。编译环境:Apache用VC6,IIS用VC9。线程安全:ISAPI需TS版,FastCGI用NTS版效率更高。

    PHP的安装、配置及在Apache中加载PHP
    PHP的安装、配置及在Apache中加载PHP

    PHP安装:下载zip解压至无空格目录,将php.ini-dist重命名php.ini。关闭register_globals,加载MySQL扩展需去掉分号,ext目录加入环境变量。Apache的httpd.conf添加LoadModule和PHPIniDir,再加AddType支持.php及.html。

    PHP在2023
    PHP在2023

    PHP8.2引入只读类、随机数生成器、敏感参数遮蔽等新特性,提升类型安全与开发体验。PHP基金会成立一年,筹集58万美元,贡献半数提交。Packagist包数达36.1万,年安装量增240亿次。Laravel与Symfony主导框架,WordPress仍滞后于现代PHP版本,生态系统持续繁荣。

    PHP8 released -- PHP7升级PHP8/PHP8安装
    PHP8 released -- PHP7升级PHP8/PHP8安装

    PHP8已正式发布,完全兼容PHP7。新特性包括命名参数、联合类型、match表达式等语法改进,以及更严格的类型检查等安全增强。程序员可逐步优化代码,无需急于迁移,在PHP9发布前完成升级即可,建议尽早规划平滑过渡。

    PHP5
    PHP5

    以PHP5为例,在Windows操作系统下搭建Apache和PHPWeb开发环境,需要下载Apache安装程序以及PHP的zip压缩包,将PHP解压至C盘根目录,然后配置php.ini文件并将其置于系统目录,接着在Apache的httpd.conf配置文件中添加CGI或模块配置,最后重启Apache服务,通过浏览器访问localhost验证即可。

    查看更多
    精品专题 更多
    装机必备
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows
    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程
    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    Mac软件 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    Aperty macOS版
    Aperty macOS版
    macOS

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    WINDOWS 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    PixTV 网页版
    PixTV 网页版
    Windows

    PixTV 是一款在浏览器中使用的 AI 视觉内容创作平台,提供图片、视频、音频、文字生成、AI 分镜、局部重绘、提示词反推和无限画布等工具,适合短剧、漫剧、广告及社交媒体内容制作。