FAQ第一期 学习大规模数据处理需要什么基础? 你好,我是蔡元楠。

专栏上线已经一个月了,在这里我要先感谢大家的留言,留言的对答可以使我们互有补益。

这段时间,我发现留言中的很多问题都很有价值,希望你也可以看到。所以,我根据已发布的文章中的思考题,从留言中摘录了一些典型的、常见的问题做出答疑集锦,最终成为了今天你看到的“特别福利篇”。

开篇词”问题精选

问题一:学习大规模数据处理需要有什么基础?

这是一个很好的问题,虽然专栏已经更新了一个月,我还是要把这个开篇词中的提问放进来。就像你看到的那样,有好几位读者都问了类似的问题。

其实在最开始做专栏的内容设计时,我并没有对读者的知识背景作任何假设。

所以,即使是一些基础的技术概念,我也会举例解释一下(如果你已经会了可能会觉得啰嗦,这时候就需要你照顾一下其他同学了)。如果你有一些语言的编程经验(任何语言都可以)的话,看文章的理解速度会快一点。文章中会有一些示例代码,是用Python编写的。

但是在设计类型的案例中,我不觉得它对读者有特别的技术要求。

希望你在后面的阅读中提出建议,告诉我有哪些地方我讲得不够清楚,或者解释的过多,我会适当调整内容。

问题二:小型公司程序员学习大规模数据处理的意义?

- 这个问题问得很好。以客观条件来看,韩程的说法没有问题。

大规模的互联网公司天生数据量是要大一些的。但是,这并不意味着大数据处理只在大公司才能发挥价值。你也要考虑其他方面。

第一,对于公司来讲,小型互联网公司或者传统企业,并不是不需要数据处理技能,而是他们还没有从数据中挖掘business insight的意识,没有数据驱动决策的意识,甚至没有收集数据的意识。

举个我工作中见到的例子。比如,有些饲养奶牛的农户,他们几十年来根本不知道什么是数据。但是,当我们帮他们细致地搜集奶牛每天的活动数据,比如饮食、运动、作息、产奶,他们就能从中找到最经济(最优)的饲料投放方式。

第二,对于个人来讲,你就一定要看长期的职业发展,公司会从小变大,职位会从低变高。当你需要影响决策的时候,当你面临的数据量变多的时候,当你准备跳槽的时候,数据的处理能力都是至关重要的。

第一讲”问题精选

思考题:如果你在Facebook负责处理用户数据,你会选择什么样的分片函数来保证均匀分布的数据分片?

我发现有很多精彩的回答。比如下图中的CountingStars同学,他的思路非常有意思。是把年龄的数值前后颠倒进行分片。

还有这位Mark Lee,他认为可以使用身份证后面的随机数来进行分片,纯技术上看起来似乎可行。但要使用用户的身份ID的话,你还需要考虑是否符合法律、道德、隐私方面的问题。

而Freud的想法是引用随机标记来保证数据分片的随机性。但这里要保证数据的均匀可重复才行。如果你在shard2上的任务失败,你需要能够还原出错的任务并进行重试。

榣山樵客把这几个回答可能出现的问题做了个总结。他的回复是一切有效降低十位数权重的哈希算法都是可行的。

倒置年龄可以明显改善分布不均的问题,但是也可能对某些单一热点无解,比如25岁的用户特别多的话还是会出问题。

随机分区可以做到均衡,但对combine、io等优化不够友好。还有一个缺点,是当分区任务失败,需要重新分区的时候,分区结果不再是deterministic的。如果某一台机器宕机了,你要如何重新分配原本属于这台机器上的用户数据?

先采样,再动态合并和拆分的实现过于复杂,效果可能不够稳定。

像他一样,在每个答案里都分别给出这个答案所存在的不足,这一点是我非常赞赏的。在开发设计中没有哪个答案是特别完美的,我们能做的是分析哪一个才是最符合自身应用需求,进而改善。

第二讲”问题精选

第二讲中,我留下的思考题是“你现在正在使用的数据处理技术有什么问题?你有怎样的改进设计?”。

mjl在回答中阐述了他比较了解的Spark和Flink,总结得很好。

虽然原生Spark Streaming Model和Dataflow Model不一样,但是Cloudera Labs也有根据Dataflow Model的原理实现了Spark Dataflow,使得Beam也可以跑Spark runner。

而对于Flink来说的话,在0.10版本以后,它的DataStream API就已经是根据Dataflow Model的思想来重写了。

现在Flink也支持两套API,分别是DataStream版本的和Beam版本的。其实data Artisans一直都有和Google保持交流,希望未来两套Beam和Flink的API能达到统一。

最后赞一点,批处理是流处理的子集,这个观点我在第一讲的留言中也提到过。

第三讲第四讲中问题较为开放,与读者自身的工作内容强相关,很多都是大家在分享自己的经验,内容很丰富,这里篇幅不足,建议大家去原文的留言中看一看。

第五讲”问题精选

第五讲中讲的主要是分布式处理系统的三个重要指标:扩展性,一致性和持久性。根据这个内容,3SKarl同学提问弱一致性和最终一致性的区别是什么。

这是个很棒的问题。简而言之,弱一致性是个很宽泛的概念,它是区别于强一致性而定义的。广义上讲,任何不是强一致的,而又有某种同步性的分布式系统,我们都可以说它是弱一致的。

而最终一致性是弱一致性的一个特例,而且是最常被各种分布式系统用到的一个特例。

其他的比如因果一致性、FIFO一致性等都可以看作是弱一致性的特例,不同弱一致性只是对数据不同步的容忍程度不同,但是经过一段时间,所有节点的数据都要求要一致。

学习专栏时,重要的是理解它们的区别。这部分知识是为了后边讲CAP理论服务的,实际的工作中也不会像考试考概念题一样,让你背写这些一致性的定义。

hua168同学问的是强一致性的误差范围。这个问题非常有趣,强一致性并没有误差可言的,强一致性简单地说指的就是如果更新一条数据,那所有用户读取数据的时候必须都看到这条更新了的数据。

在这里我也想借着FAQ分享一个自己当年在面试Bloomberg的面试经历。

面试官给我出的题目是这样的:如果要设计Bloomberg的股票信息系统中的数据库系统,系统需要实时更新股票价格,而数据更新的写入量非常大,用户也需要读取最新的股票资讯,你会如何设计这套系统。

这个问题其实有很多的未知区域需要我们去和面试官去阐明,例如用户的Use Cases是什么?在此我就不一一展开了,在这里我只想分享一个和一致性相关的内容。

在和Bloomberg的Tech Lead讨论时我发现,原来他们的股票系统显示的股价并不是强一致性的,延迟范围是1分钟左右。

因为应用场景上,普通股民并不会需要实时关心每秒钟股票价格的动态,更多的是关心大盘走势。而金融巨头在操作股票的时候,更多只关心特定的几只股票,所以这些股票的价格通常对于他们来说会更新快一点。

所以说,很多现实生活上的实际应用和我们本来想象的并不太一样。

到这里,我们的第一期答疑就结束了。

就像我在专栏一开始的时候与你说的一样,我希望你能够积极与我互动。其实很多同样的问题会在不同的人身上重复出现,你不表达出来的话,可能永远也不知道,原来有那么多人曾经和你遇到过同样的困境。

如果你觉得有所收获,欢迎你把文章分享给你的朋友。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/%e5%a4%a7%e8%a7%84%e6%a8%a1%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%a4%84%e7%90%86%e5%ae%9e%e6%88%98/FAQ%e7%ac%ac%e4%b8%80%e6%9c%9f%20%e5%ad%a6%e4%b9%a0%e5%a4%a7%e8%a7%84%e6%a8%a1%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%a4%84%e7%90%86%e9%9c%80%e8%a6%81%e4%bb%80%e4%b9%88%e5%9f%ba%e7%a1%80%ef%bc%9f.md