大数据计算新贵Spark在国内知名厂商中的应用汇总

MapReduce由于其设计上的约束只适合处理离线计算,在实时查询和迭代计算上仍有较大的不足,而随着业务的发展,业界对实时查询和迭代分析有更多的需求,单纯依靠MapReduce框架已经不能满足业务的需求了。Spark由于其可伸缩、基于内存计算等特点,且可以直接读写Hadoop上任何格式的数据,成为满足业务需求的最佳候选者。

Spark作为Apache顶级的开源项目,项目主页见http://spark.apache.org。在迭代计算,交互式查询计算以及批量流计算方面都有相关的子项目,如Shark、Spark Streaming、MLbase、GraphX、SparkR等。从13年起Spark开始举行了自已的Spark Summit会议,会议网址见http://spark-summit.org。Amplab实验室单独成立了独立公司Databricks来支持Spark的研发。

为了满足挖掘分析与交互式实时查询的计算需求,腾讯大数据使用了Spark平台来支持挖掘分析类计算、交互式实时查询计算以及允许误差范围的快速查询计算,目前腾讯大数据拥有超过200台的Spark集群,并独立维护Spark和Shark分支。Spark集群已稳定运行2年,他们积累了大量的案例和运营经验能力,另外多个业务的大数据查询与分析应用,已在陆续上线并稳定运行。在SQL查询性能方面普遍比MapReduce高出2倍以上,利用内存计算和内存表的特性,性能至少在10倍以上。在迭代计算与挖掘分析方面,精准推荐将小时和天级别的模型训练转变为Spark的分钟级别的训练,同时简洁的编程接口使得算法实现比MR在时间成本和代码量上高出许多。

Spark VS MapReduce

尽管MapReduce适用大多数批处理工作,并且在大数据时代成为企业大数据处理的首选技术,但由于以下几个限制,它对一些场景并不是最优选择:

  • 缺少对迭代计算以及DAG运算的支持
  • Shuffle过程多次排序和落地,MR之间的数据需要落Hdfs文件系统

Spark在很多方面都弥补了MapReduce的不足,比MapReduce的通用性更好,迭代运算效率更高,作业延迟更低,它的主要优势包括:

  • 提供了一套支持DAG图的分布式并行计算的编程框架,减少多次计算之间中间结果写到Hdfs的开销
  • 提供Cache机制来支持需要反复迭代计算或者多次数据共享,减少数据读取的IO开销
  • 使用多线程池模型来减少task启动开稍,shuffle过程中避免不必要的sort操作以及减少磁盘IO操作
  • 广泛的数据集操作类型

MapReduce由于其设计上的约束只适合处理离线计算,在实时查询和迭代计算上仍有较大的不足,而随着业务的发展,业界对实时查询和迭代分析有更多的需求,单纯依靠MapReduce框架已经不能满足业务的需求了。Spark由于其可伸缩、基于内存计算等特点,且可以直接读写Hadoop上任何格式的数据,成为满足业务需求的最佳候选者。

应用Spark的成功案例

目前大数据在互联网公司主要应用在广告、报表、推荐系统等业务上。在广告业务方面需要大数据做应用分析、效果分析、定向优化等,在推荐系统方面则需要大数据优化相关排名、个性化推荐以及热点点击分析等。这些应用场景的普遍特点是计算量大、效率要求高。Spark恰恰满足了这些要求,该项目一经推出便受到开源社区的广泛关注和好评。并在近两年内发展成为大数据处理领域最炙手可热的开源项目。

下面将列举国内外应用Spark的成功案例。

1) 腾讯
广点通是最早使用Spark的应用之一。腾讯大数据精准推荐借助Spark快速迭代的优势,围绕“数据+算法+系统”这套技术方案,实现了在“数据实时采集、算法实时训练、系统实时预测”的全流程实时并行高维算法,最终成功应用于广点通pCTR投放系统上,支持每天上百亿的请求量。
基于日志数据的快速查询系统业务构建于Spark之上的Shark,利用其快速查询以及内存表等优势,承担了日志数据的即席查询工作。在性能方面,普遍比Hive高2-10倍,如果使用内存表的功能,性能将会比Hive快百倍。

2) Yahoo
Yahoo将Spark用在Audience Expansion中的应用。Audience Expansion是广告中寻找目标用户的一种方法:首先广告者提供一些观看了广告并且购买产品的样本客户,据此进行学习,寻找更多可能转化的用户,对他们定向广告。Yahoo采用的算法是logisticregression。同时由于有些SQL负载需要更高的服务质量,又加入了专门跑Shark的大内存集群,用于取代商业BI/OLAP工具,承担报表/仪表盘和交互式/即席查询,同时与桌面BI工具对接。目前在Yahoo部署的Spark集群有112台节点,9.2TB内存。

3) 淘宝
阿里搜索和广告业务,最初使用Mahout或者自己写的MR来解决复杂的机器学习,导致效率低而且代码不易维护。淘宝技术团队使用了Spark来解决多次迭代的机器学习算法、高计算复杂度的算法等。将Spark运用于淘宝的推荐相关算法上,同时还利用Graphx解决了许多生产问题,包括以下计算场景:基于度分布的中枢节点发现、基于最大连通图的社区发现、基于三角形计数的关系衡量、基于随机游走的用户属性传播等。

4) 优酷土豆
优酷土豆在使用Hadoop集群的突出问题主要包括:第一是商业智能BI方面,分析师提交任务之后需要等待很久才得到结果;第二就是大数据量计算,比如进行一些模拟广告投放之时,计算量非常大的同时对效率要求也比较高,最后就是机器学习和图计算的迭代运算也是需要耗费大量资源且速度很慢。
最终发现这些应用场景并不适合在MapReduce里面去处理。通过对比,发现Spark性能比MapReduce提升很多。首先,交互查询响应快,性能比Hadoop提高若干倍;模拟广告投放计算效率高、延迟小(同hadoop比延迟至少降低一个数量级);机器学习、图计算等迭代计算,大大减少了网络传输、数据落地等,极大的提高的计算性能。目前Spark已经广泛使用在优酷土豆的视频推荐(图计算)、广告业务等。

5) 京东
应用于京东云海项目,集成MQ和Kafka, 基于Spark Streaming进行实时计算,输出到HBase

6) 网易
在网易大数据平台中,数据存储在HDFS之后,提供Hive的数据仓库计算和查询,要提高数据处理的性能并达到实时级别,网易公司采用的是Impala和Shark结合的混合实时技术。Cloudera Impala是基于Hadoop的实时检索引擎开源项目,其效率比Hive提高3-90倍,其本质是Google Dremel的模仿,但在SQL功能上青出于蓝胜于蓝。Shark是基于Spark的SQL实现,Shark可以比 Hive 快40倍(其论文所描述), 如果执行机器学习程序,可以快 25倍,并完全和Hive兼容

7) 百度
据说百度是国内规模最大的Spark集群的运营者——实际生产环境,最大单集群规模1300台(包含数万核心和上百TB内存),公司内部同时还运行着大量的小型Spark集群。
当前百度的Spark集群由上千台物理主机(数万Cores,上百TBMemory)组成,日提交App在数百,已应用于凤巢、大搜索、直达号、百度大数据等业务。之以选择Spark,甄鹏总结了三个原因:快速高效、API 友好易用和组件丰富。
同时百度开放云还提供Spark集群计算服务,BMR中的Spark同样随用随起,集群空闲即销毁,帮助用户节省预算。此外,集群创建可以在3到5分钟内完成,包含了完整的Spark+HDFS+YARN堆栈。同时,BMR也提供Long Running模式,并有多种套餐可选。

8) 大众点评
2013年在建立了公司主要的大数据架构后,他们上线了HBase的应用,并引入Spark/Shark以提高Ad Hoc Query的执行时间,并调研分布式日志收集系统,来取代手工脚本做日志导入。

参考文章

  1. 大数据计算新贵Spark在腾讯雅虎优酷成功应用解析
  2. Spark在腾讯数据仓库TDW的应用
  3. Spark-streaming 在京东的项目实践
  4. 2014 Spark亚太峰会会议资料下载
评论