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大數(shù)據(jù)的批處理和實(shí)時(shí)處理模式已經(jīng)存在了。但是，還沒有一種模式可以允許我們實(shí)時(shí)批處理非獨(dú)立數(shù)據(jù)。合作伙伴一旦收到操作指導(dǎo)，Expedia的營銷團(tuán)隊(duì)需要分析相互依賴的數(shù)據(jù)集?，F(xiàn)存的系統(tǒng)運(yùn)行于一個(gè)本地Hadoop集群中，但是整個(gè)團(tuán)隊(duì)一直在努力達(dá)到內(nèi)部的SLA（服務(wù)等級(jí)協(xié)議）。這些信息也是有時(shí)效的，更快地獲取數(shù)據(jù)意味著給合作伙伴更好的操作指導(dǎo)。

從事于Expedia研究的Pariveda小組參與AWS的Solutions Architects（解決方案架構(gòu)）研究來應(yīng)對(duì)三個(gè)明顯的挑戰(zhàn)：如何在源數(shù)據(jù)可用后盡快傳遞分析結(jié)果；如何處理相互依賴但又在不同時(shí)間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集；如何管理不同時(shí)間達(dá)到的數(shù)據(jù)集之間的從屬關(guān)系。

在本文中，我將會(huì)描述Expedia，Pariveda和AWS團(tuán)隊(duì)是如何以 AWS Lambda，Amazon DynamoDB，Amazon EMR和Amazon S3為組成部分，找出獨(dú)特方法來實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的。你將會(huì)學(xué)到在不管理任何基礎(chǔ)設(shè)施的情況下如何實(shí)施一個(gè)相似的傳遞途徑。

解除數(shù)據(jù)集間的相互依賴關(guān)系

我們需要的解決的一個(gè)問題是數(shù)據(jù)集間的相互依賴關(guān)系。我們的目標(biāo)是為另一個(gè)系統(tǒng)提供統(tǒng)一，清潔的數(shù)據(jù)輸入源以便進(jìn)行更加詳細(xì)的分析。為了創(chuàng)建這些數(shù)據(jù)輸入源，每天來自多個(gè)合作伙伴和內(nèi)部系統(tǒng)的不同種類的成百上千的數(shù)據(jù)集必須經(jīng)過接收，聚合和查詢。每一種數(shù)據(jù)，每一個(gè)合作伙伴的數(shù)據(jù)達(dá)到的時(shí)間都是不同的。這意味著數(shù)據(jù)處理過程需要持續(xù)，直到一個(gè)數(shù)據(jù)輸入源所需的所有數(shù)據(jù)都到達(dá)。

下面概括的解決方案就是我們的成果。我們使用從屬于一個(gè)S3桶的AWS Lambda來更新DynamoDB中定義的任務(wù)。任務(wù)定義包括名稱，非獨(dú)立文件的列表，它們的狀態(tài)（已到達(dá)還是未到達(dá)）和在EMR中運(yùn)行該任務(wù)所需的參數(shù)。一旦一個(gè)特定任務(wù)所需的所有文件都到達(dá)了，lambda函數(shù)就會(huì)更新任務(wù)隊(duì)列，在EMR中啟動(dòng)一個(gè)集群。EMR將結(jié)果再推回到S3以便使用S3的應(yīng)用程序在需要該結(jié)果時(shí)可以提取到它們。

配置任務(wù)

系統(tǒng)的核心時(shí)任務(wù)。任務(wù)對(duì)象保存了所有的信息，這些信息是確定數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，依賴關(guān)系狀態(tài)和待發(fā)生的處理結(jié)果所必需的。通過定義任務(wù)，你可以配置所有需要發(fā)生的work。從任務(wù)表中，可以輕松地看到所有的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系。 

建立S3事件與任務(wù)之間的映射

當(dāng)我們從S3獲取事件時(shí)，AWS Lambda中引發(fā)的事件只有關(guān)于S3中被修改的對(duì)象的上下文。從S3中直接獲取的數(shù)據(jù)沒有關(guān)于這個(gè)任務(wù)的任何信息。但在Node.js這條只給出了一行代碼的信息中，我們確實(shí)得到了一條很珍貴的信息，那就是S3對(duì)象的新密鑰。 

var srcKey = event.Records[0].s3.object.key;

從這個(gè)新密鑰，我們需要一種方式來獲取任務(wù)信息。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們創(chuàng)建了FileUnit表。這一表實(shí)際上完全改變了這個(gè)任務(wù)，將S3密鑰作為打開表的范圍密鑰，而任務(wù)密鑰作為數(shù)據(jù)負(fù)載。這使我們獲取了源密鑰，通過一次DynamoDB查詢就可以算出我們擁有的任務(wù)。

從這里，我們可以更新任務(wù)，確定是否所有的依賴數(shù)據(jù)都已經(jīng)到達(dá)，并啟動(dòng)亞馬遜EMR。 

產(chǎn)生的流程圖

創(chuàng)建DynamoDB表

我們?cè)贒ynamoDB中創(chuàng)建如下三個(gè)表： 

Task表

針對(duì)Task表，我們使用 HashKey/RangeKey Primary Key配置，以日期作為hash密鑰，以TaskKey字符串作為范圍密鑰。這個(gè)表可以使用任何名稱，只要在你所有的任務(wù)中，該名稱是唯一的即可。而針對(duì)Expedia項(xiàng)目，從hash密鑰的角度看，Date并不遵守時(shí)間系列數(shù)據(jù)的準(zhǔn)則，所以你可以創(chuàng)建另一個(gè)可預(yù)測(cè)的hash密鑰。但是如果你的任務(wù)是以天為基礎(chǔ)重復(fù)的，那么Date是一個(gè)很好的hash密鑰的選擇，因?yàn)樗阌诤竺娴乃阉鳌?/p>

這里只是一個(gè)樣例條目： 

在創(chuàng)建表格時(shí)，我們只需關(guān)心TaskKey和Date參數(shù)。但是輸入文件（要注意這些文件在S3上的路徑）和ScriptParameters對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是必需的。該任務(wù)在控制臺(tái)創(chuàng)建。在實(shí)際操作中，這些配置信息應(yīng)該在數(shù)據(jù)文件被加載前以設(shè)定的頻率從某個(gè)文件中加載。 

FileUnit表

FileUnit是對(duì)使用S3路徑的Task表格的一個(gè)引用。它有三個(gè)屬性： 

• Date（作為hash密鑰） 

• Filename（作為范圍密鑰）–指明Filename文件在S3上的路徑 

• Task–待引用的任務(wù) 

在所有的實(shí)踐中，Date并不是FileUnit表格的必須屬性。實(shí)際上，如果你能避免這一屬性而且不影響任務(wù)的運(yùn)行，那會(huì)是更好的選擇，但是這一屬性卻能更好地支持我們的描述。如果你的任務(wù)名并不是以天為基礎(chǔ)重復(fù)，使用S3路徑作為hash密鑰，使用任務(wù)名稱作為范圍密鑰會(huì)是更好的選擇。這可以使你在根據(jù)hash密鑰查詢的同時(shí)，管理那些在多個(gè)任務(wù)之間相互依賴的數(shù)據(jù)集變得更簡單。 

Batch表

應(yīng)該創(chuàng)建Batch表格，并以Date屬性作為hash密鑰，以Task屬性為范圍密鑰。Task的值將會(huì)與Task表格中的TaskKey的值相同。為了便于查詢，我們也為Batch表格添加了全局備用索引，并以日期為hash密鑰，以ProcessingState為范圍密鑰。這幫助我們輕松地查詢未處理的項(xiàng)目。 

測(cè)試數(shù)據(jù)

為了測(cè)試，在Task表格中創(chuàng)建一個(gè)與上面類似的條目。確保使用屬性名稱所指定的輸入路徑，將它們的值設(shè)為NULL。下一步，獲取這些輸入路徑，在FileUnit表格中創(chuàng)建條目。路徑名稱必須完全匹配Filename列的值（包括大小寫）。FileUnit表中Task的值必須匹配任務(wù)的TaskKey值。要使用上面的Task樣例，你將創(chuàng)建如下三個(gè)FileUnit條目：

表創(chuàng)建完畢，測(cè)試數(shù)據(jù)加載完畢后，我們可以實(shí)施AWS Lambda函數(shù)。 

寫AWS Lambda函數(shù)

代碼框架

代碼框架與上面展示的流程圖很相似。

我們將會(huì)粉飾代碼，將已完成的項(xiàng)目添加到Batch表中因?yàn)樵摯a與上面的updateTask函數(shù)非常相似。但我們確實(shí)是使用putItem函數(shù)而非updateItem函數(shù)。 

啟動(dòng)EMR

在EMR中啟動(dòng)任務(wù)是很簡單的。我們啟動(dòng)一個(gè)EMR集群，然后添加一個(gè)工作流程步驟。有很多的配置代碼，但是實(shí)質(zhì)是簡單的。你必須安裝合適的應(yīng)用來完成你的工作，在本案例中，你必須安裝Hive，所以你在啟動(dòng)EMR時(shí)會(huì)看到工作流程步驟被添加到EMR中。 

從這里，我們通過使用腳本參數(shù)調(diào)用addJobFlowSteps函數(shù)，將處理任務(wù)添加到工作流程中。有一個(gè)很小的轉(zhuǎn)換步驟需要在這里進(jìn)行。你可以在GitHub知識(shí)庫中找到該轉(zhuǎn)換代碼。 

部署AWS Lambda函數(shù)

為了在AWS Lambda函數(shù)中部署該應(yīng)用，你需要：

1.從GitHub下載源代碼。

2.使用 npminstall工具來安 裝async所依賴的部件。

3.在FunctionConstants.js文件中更新logsPath的值，使其指向某一個(gè)桶，并在你希望EMR放置日志文件的路徑前加前綴。

4.將函數(shù)打包，并部署該函數(shù)，如本例或演練步驟中所示。

5.確保你的Lambda Execution IAM角色有以下權(quán)限：

a.在DynamoDB中–調(diào)用getItem，updateItem和putItem函數(shù)的權(quán)限

b.在EMR中–調(diào)用startJobFlow和addJobFlowItem函數(shù)的權(quán)限

在控制臺(tái)上進(jìn)行快速測(cè)試

確保已正確配置了所有參數(shù)，你可以在AWS控制臺(tái)上打開AWS Lambda函數(shù)的Edit/Test頁面，模擬添加到S3的新文件：

使用S3樣本事件，修改s3部分和object部分的參數(shù)值，觸發(fā)模擬任務(wù)中文件的事件。 

在Execution結(jié)果窗口你應(yīng)該可以看到消息Files processed successfully（消息處理成功）。 

將S3桶事件發(fā)布到AWS Lambda函數(shù) 

從控制臺(tái)中，從Actions菜單中選擇Add event source選項(xiàng)，將S3桶中的Object Created事件添加到AWS Lambda函數(shù)中，將關(guān)于事件源的信息設(shè)置為S3桶： 

端對(duì)端測(cè)試

既然一切都已準(zhǔn)備就緒，你可以在S3桶中創(chuàng)建新文件了。你應(yīng)該看到與如下截屏所類似的信息： 

如果EMR集群還未啟動(dòng)，你可以查看該功能所產(chǎn)生的CloudWatch日志，確定問題所在。你也可以通過控制臺(tái)模擬所有的文件達(dá)到情況來確定功能收到錯(cuò)誤信息的部位。 

祝賀你，你已經(jīng)建立了一個(gè)工作系統(tǒng)！

優(yōu)化

有若干方法可以優(yōu)化該系統(tǒng)，取決于你的使用場(chǎng)景。下面是一些優(yōu)化案例。 

一個(gè)文件對(duì)多個(gè)任務(wù)

如果多個(gè)任務(wù)以來同一個(gè)文件，你必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)整FileUnit表，然后調(diào)整任務(wù)查詢相關(guān)參數(shù)來處理結(jié)構(gòu)的變化。你可以使用上面描述的格式（文件名作hash密鑰）或者你可以保留格式但是將Task表中條目的值設(shè)為一組值而非一個(gè)值。 

清掃任務(wù)

如果你的任務(wù)很小，你預(yù)期數(shù)據(jù)以某一頻率到達(dá)，你可以調(diào)整批處理的任務(wù)大小到大于1 （該值是在配置文件中配置的）。如果你這樣設(shè)置了，你可能想要添加一個(gè)清掃功能，使其以定時(shí)器規(guī)定的時(shí)間來清除可能還未運(yùn)行的任務(wù)。以這種方式，你獲取了效率，待處理的任務(wù)在運(yùn)行前不用等待太長時(shí)間來滿足批處理的個(gè)數(shù)限制