diff --git a/note/实战项目/[用户画像]标签数据存储之Elasticsearch真实应用.md b/note/实战项目/[用户画像]标签数据存储之Elasticsearch真实应用.md new file mode 100644 index 0000000..602bbcb --- /dev/null +++ b/note/实战项目/[用户画像]标签数据存储之Elasticsearch真实应用.md @@ -0,0 +1,204 @@ +## 前言 +        上一篇文章已经为大家介绍了 HBase 在用户画像的标签数据存储中的具体应用场景,本篇我们来谈谈 **Elasticsearch** 的使用! + +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224003333410.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center) +>**原著作者:赵宏田 +来源:《用户画像方法论与工程化解决方案》** +*** +## Elasticsearch存储 +### Elasticsearch简介 +        Elasticsearch 是一个开源的分布式全文检索引擎,可以近乎实时地存储、检索数据。而且可扩展性很好,可以扩展到上百台服务器,处理PB级别的数据。对于**用户标签查询**、**用户人群计算**、**用户群多维透视分析**这类对响应时间要求较高的场景,也可以考虑选用Elasticsearch进行存储。 + +        Elasticsearch是面向文档型数据库,**一条数据在这里就是一个文档**,用 json 作为文档格式。为了更清晰地理解 Elasticsearch 查询的一些概念,将其和关系型数据库的类型进行对照。 + +| Elasticsearch | MySQL || +|--|--|--| +| index | database |数据库| +|type|table|表| +|document|row|行| +|mapping|column|列| +|GET http://...|SELECT * FROM ...|查询数据| +|PUT http://...|UPDATE table SET...|插入数据| + +        在关系型数据库中查询数据时可通过选中数据库、表、行、列来定位所查找的内容,在Elasticsearch中通过**索引(index)、类型(type)、文档(document)、字段**来定位查找内容。一个Elasticsearch集群可以包括多个索引(数据库),也就是说,其中包含了很多类型(表),这些类型中包含了很多的文档(行),然后每个文档中又包含了很多的字段(列)。Elasticsearch的交互可以使用Java API,也可以使用 **HTTP** 的**RESTful API**方式。 + +### 应用场景 +        在上一节的内容中,我们谈到基于 HBase 的存储方案并没有解决数据的 **高效检索** 问题。在实际应用中,经常有**根据特定的几个字段进行组合后检索**的应用场景,而 HBase 采用 rowkey 作为一级索引,不支持多条件查询,如果要对库里的非 rowkey 进行数据检索和查询,往往需要通过 MapReduce 等分布式框架进行计算,时间延迟上会比较高,**难以同时满足用户对于复杂条件查询和高效率响应这两方面的需求**。 + +        为了既能支持对数据的**高效查询**,同时也能支持通过条件筛选进行复杂查询,需要在HBase上构建**二级索引**,以满足对应的需要。在本案中我们采用**Elasticsearch**存储 HBase 的索引信息,以支持复杂高效的查询功能。 + +        主要查询过程包括: + +        1)在Elasticsearch中存放用于检索条件的数据,并将rowkey 也存储进去; + +        2)使用Elasticsearch的 API 根据组合标签的条件查询出rowkey的集合; + +        3)使用上一步得到的 rowkey 去HBase数据库查询对应的结果 +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224004308194.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70) +        HBase存储数据的索引放在Elasticsearch中,实现了**数据和索引的分离**。在Elasticsearch中`documentid`是文档的唯一标识,在HBase中`rowkey`是记录的唯一标识。在工程实践中,两者可同时选用用户在平台上的唯一标识(如userid或deviceid)作为rowkey或documentid,进而解决 HBase 和 Elasticsearch 索引关联的问题。 + +        下面通过使用 Elasticsearch 解决用户人群计算和分析应用场景的案例来了解这一过程。 + +        对汇聚后的用户标签表dw.`userprofile_userlabel_map_all`中的数据进行清洗,过滤掉一些无效字符,达到导入Elasticsearch的条件,如图所示: + +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224230659422.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70) +        然后将dw.`userprofile_userlabel_map_all`数据写入**Elasticsearch** 中,Scala代码如下: + +```scala +object HiveDataToEs { + + def main(args: Array[String]): Unit = { + + val spark = SparkSession.builder() + .AppName("EsData") + .config("spark.serializer", "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer") + .config("spark.dynamicAllocation.enabled", "false") + .config("es.index.auto.create", "true") + .config("es.nodes", "10.xx.xx.xx") + .config("es.batch.write.retry.count", "3") // 默认重试3次 + .config("es.batch.write.retry.wait", "5") // 每次重试等待时间为5秒 + .config("thread_pool.write.queue_size", "1000") + .config("thread_pool.write.size", "50") + .config("thread_pool.write.type", "fixed") + .config("es.batch.size.bytes", "20mb") + .config("es.batch.size.entries", "2000") + .config("es.http.timeout","100m") + .enableHiveSupport() + .getOrCreate() + + val data_date = args(0).toString + import spark.sql + val hiveDF = sql( + s""" + | SELECT userid, tagsmap FROM dw.userprofile_userlabel_map_all where data_date = '${data_date}' + """.stripMargin) // dw.userprofile_userlabel_map_all 是聚合用户标签的表 + + val rdd = hiveDF.rdd.map { + row => { + val userid = row.getAs[String]("userid") + val userlabels = row.getAs[Map[String, Object]]("userlabels") + Map("userid" -> userid, "userlabels" -> userlabels) + } + } + EsSpark.saveToEs(rdd , "userprofile/tags", Map[String,String]("es.mApping.id"->"userid") + spark.stop() + } +} +``` +        工程依赖如下: + +```xml + + org.elasticsearch + elasticsearch-hadoop + 6.4.2 + +``` +        将该工程打包之后提交任务,传入日期分区参数 “20190101”执行。提交命令` “spark-submit--class com.example.HiveDataToEs--master yarn--deploy-mode client--executor-memory 2g--num-executors 50--driver-memory 3g--executor-cores 2 spark-hive-to-es.jar 20190101”` + +        任务执行完毕后,当日 userid 维度的用户标签数据全部导入Elasticsearch中。使用RESTfulAPI查询包含某个标签的用户量,可实时得到返回结果。 + +```json +# 查询命令 +GET userprofile/tags/_search +{ + "size":0, + "aggs": { + "tagcounts": { + "terms": { + "field": "tags.ACTION_U_01_003" + } + } + } +} +``` +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224231410177.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center) +        从返回结果中可以看到,用户总量(total)为100000000人,包含标签“`ACTION_U_01_003`”的用户有2500000人(doc_count)。 + +        查询人群 index 查看标签总量: + +```json +# 查询命令 +GET userprofile/_search +{ + "query":{ + "match_all": {} + } +} +``` +        查询结果如图所示: +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2021022423172936.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center) +        在人群的计算和分析场景中,经过产品的迭代,前期采用 **Impala** 进行计算,一般耗费几十秒到几分钟的时间,在使用 Elasticsearch 后,实现了对人群计算的秒级响应。 + +### 工程化案例 +        下面通过一个工程案例来讲解实现画像产品中“用户人群”和“人群分析”功能对用户群计算秒级响应的一种解决方案。 + +        在每天的 ETL 调度中,需要将 Hive 计算的标签数据导入Elasticsearch中。如图所示,在标签调度完成且通过校验后(图中的“标签监控预警”任务执行完成后),将标签数据同步到Elasticsearch中。 + +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224232257644.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70) +        在与 Elasticsearch 数据同步完成并通过校验后,向在 MySQL 中维护的状态表中插入一条状态记录,表示当前日期的 Elasticsearch 数据可用,线上计算用户人群的接口则读取最近日期对应的数据。如果某天因为调度延迟等方面的原因,没有及时将当日数据导入Elasticsearch中,接口也能读取最近一天对应的数据,是一种可行的灾备方案。 + +        例如,数据同步完成后向MySQL状态表“elasticsearch_state”中插入记录(如图所示),当日数据产出正常时,state字段为“0”,产出异常时为“1”。图3-29中1月20日导入的数据出现异常,则“state”状态字段置1,线上接口扫描该状态记录位后不读取1月20日数据,而是取用最近的1月19日数据。 + +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224232536590.png#pic_center) +        为了避免从 Hive 向 Elasticsearch 中灌入数据时发生数据缺失,在向状态表更新状态位前需要校验 Elasticsearch 和 Hive 中的数据量是否一致。下面通过Python脚本来看**数据校验逻辑**: + +```python +# 查询Hive中的数据 +def monitor_hive_data(data_date): + hive_user = " select count(1) from dw.userprofile_userlabel_map_all where data_date='{}' ".format(data_date) + user_count = os.popen("hive -S -e \"" + hive_user + "\"").read().strip() + return user_count + +# 查询es中的数据 +def monitor_es_data(data_date): + userid_search = "curl http://10.xxx.xxx.xxx:9200/_cat/count/" + data_date + "_userid/" + userid_num = str(os.popen(userid_search).read()).split(' ')[-1].strip() + return userid_num + +# 比较Hive和es中的数据,如通过校验,更新MySQL状态位 +def update_es_data(data_date): + ''' + data_date: 查询数据日期 + ''' + esdata = monitor_es_data(data_date) # 查询es中的数据 + hivedata = monitor_hive_data(data_date) # 查询Hive中的数据 + print("esdata ======>{}".format(esdata)) + print("hivedata ======>{}".format(hivedata)) + + # 更新MySQL状态位 + if (esdata[0] == hivedata[0] ): + db = MySQLdb.connect(host="10.xx.xx.xx", port=3306, user="username", passwd="password", + db="userprofile", charset="utf8") + cursor = db.cursor() + try: + select_command = "INSERT INTO `elasticsearch_state` VALUES ('"+ str(data_date) +"', 'elasticsearch', '0', '2');" + cursor.execute(select_command) + db.commit() + except Exception as e: + db.rollback() + exit(1) +``` + +        上面介绍了在工程化调度流中何时将Hive中的用户标签数据灌入Elasticsearch中,之后业务人员在画像产品端计算人群或透视分析人群时(如图所示), +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224232746353.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center) + +通过RESTful API访问 Elasticsearch 进行计算 + +![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210224232806313.png?type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center) +## 小结 +        结合前面几期文章,分别为大家讲解了使用 Hive、MySQL、HBase 和 Elasticsearch 存储标签数据的解决方案,包括:Hive存储数据相关标签表、人群计算表的表结构设计以及ID-Mapping的一种实现方式;MySQL存储标签元数据、监控数据及结果集数据;HBase存储线上接口实时调用的数据;Elasticsearch存储标签用于人群计算和人群多维透视分析。存储过程中涉及如下相关表。 + + - `dw.userprofile_attritube_all`:存储人口属性维度的标签表; + - `dw.userprofile_action_all`:存储行为属性维度的标签表; + - `dw.userprofile_consume_all`:存储用户消费维度的标签表; + - `dw.userprofile_riskmanage_all`:存储风险控制维度的标签表; + - `dw.userprofile_social_all`:存储社交属性维度的标签表; + - `dw.userprofile_userlabel_map_all`:汇聚用户各维度标签的表; + - `dw.userprofile_usergroup_labels_all`:存储计算后人群数据的表。 + +        好了,本篇文章就到这里,更多干货文章请关注我的公众号。你知道的越多,你不知道的也越多。我是Alice,我们下一期见! + + + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210119222335538.png?,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDMxODgzMA==,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)