海量數(shù)據(jù)處理參考模板

1、在實際的工作環(huán)境下，許多人會遇到海量數(shù)據(jù)這個復(fù)雜而艱巨的問題，它的主要難點有以下幾個方面：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。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

2、機是要考慮的，普通的機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。下面我們來詳細介紹一下處理海量數(shù)據(jù)的經(jīng)驗和技巧：一、選用優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫工具現(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

3、要進行選擇，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制等。三、對海量數(shù)據(jù)進行分區(qū)操作對海量數(shù)據(jù)進行分區(qū)操作十分必要

4、，例如針對按年份存取的數(shù)據(jù)，我們可以按年進行分區(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I/O，減小了系統(tǒng)負荷，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

5、，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，索引的填充因子和聚集、非聚集索引都要考慮。五、建立緩存機制1 / 3當數(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

6、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 4096*6 + 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?？梢詫Ａ繑?shù)據(jù)分批處理，然后處理后的數(shù)據(jù)再進行合并操作，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行，如果不允許拆分數(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

7、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語句在對海量數(shù)據(jù)進行查詢處理過程中，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準，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，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

8、，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），對它進行處理牽扯到數(shù)據(jù)清洗，是要利用程序進行處理的，而不建議導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫再做清洗。十一、定制強大的清洗規(guī)則和出錯處理機制海量數(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，有的可能為非標準的時間，出現(xiàn)的原因可能為應(yīng)用程

9、序的錯誤，系統(tǒng)的錯誤等，這是在進行數(shù)據(jù)處理時，必須制定強大的數(shù)據(jù)清洗規(guī)則和出錯處理機制。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行，這樣分散了磁盤I/O，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位機子（極端情況）目前的計算機很多都是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

10、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