大数据分析Apache Spark的应用实例

　　Apache Spark在实际应用中迅速获得发展。加州大学伯克利分校的AMPLab于2009年开发了Spark，并于2010年将其开源。从那时起，它已发展成为大数据领域最大的开源社区之一，拥有来自50多个组织的200多位贡献者。这个开放源代码分析引擎以比MapReduce更快的速度处理大量数据而出类拔萃，因为数据被持久存储在Spark自己的处理框架中。
 

　　在考虑Hadoop生态系统中的各种引擎时，重要的是要了解每个引擎在某些用例下效果最佳，并且企业可能需要使用多种工具组合才能满足每个所需的用例。话虽如此，这里是对Apache Spark的一些顶级用例的回顾。
 

一、流数据
 

　　Apache Spark的关键用例是其处理流数据的能力。由于每天要处理大量数据，因此对于公司而言，实时流传输和分析数据变得至关重要。Spark Streaming具有处理这种额外工作负载的能力。一些专家甚至认为，无论哪种类型，Spark都可以成为流计算应用程序的首选平台。提出此要求的原因是，Spark Streaming统一了不同的数据处理功能，从而使开发人员可以使用单个框架来满足其所有处理需求。
 

　　当今企业使用Spark Streaming的一般方式包括：
 

　　1、流式ETL –在数据仓库环境中用于批处理的传统ETL(提取，转换，加载)工具必须读取数据，将其转换为数据库兼容格式，然后再将其写入目标数据库。使用Streaming ETL，在将数据推送到数据存储之前，将对其进行连续的清理和聚合。
 

　　2、数据充实 –这种Spark Streaming功能通过将实时数据与静态数据相结合来充实实时数据，从而使组织能够进行更完整的实时数据分析。在线广告商使用数据充实功能将历史客户数据与实时客户行为数据结合起来，并根据客户的行为实时提供更多个性化和针对性的广告。
 

　　3、触发事件检测 – Spark Streaming使组织可以检测到可能对系统内部潜在严重问题的罕见或异常行为(“触发事件”)并做出快速响应。金融机构使用触发器来检测欺诈性交易并阻止其欺诈行为。医院还使用触发器来检测潜在的危险健康变化，同时监视患者的生命体征-向正确的护理人员发送自动警报，然后他们可以立即采取适当的措施。
 

　　4、复杂的会话分析 –使用Spark Streaming，与实时会话有关的事件(例如登录网站或应用程序后的用户活动)可以组合在一起并进行快速分析。会话信息还可以用于不断更新机器学习模型。诸如Netflix之类的公司使用此功能可立即了解用户在其网站上的参与方式，并提供更多实时电影推荐。
 

二、机器学习
 

　　许多Apache Spark用例中的另一个是它的机器学习功能。
 

　　Spark带有用于执行高级分析的集成框架，该框架可帮助用户对数据集进行重复查询，这从本质上讲就是处理机器学习算法。在此框架中找到的组件包括Spark的可扩展机器学习库(MLlib)。MLlib可以在诸如聚类，分类和降维等领域中工作。所有这些使Spark可以用于一些非常常见的大数据功能，例如预测智能，用于营销目的的客户细分以及情感分析。使用推荐引擎的公司将发现Spark可以快速完成工作。
 

　　网络安全是Spark 机器学习功能的一个很好的商业案例。通过使用Spark堆栈的各种组件，安全提供程序可以对数据包进行实时检查，以发现恶意活动的痕迹。在前端，Spark Streaming允许安全分析人员在将数据包传递到存储平台之前检查已知威胁。到达存储区后，数据包将通过其他堆栈组件(例如MLlib)进行进一步分析。因此，安全提供商可以在不断发展的过程中了解新的威胁-始终领先于黑客，同时实时保护其客户。
 

三、互动分析
 

　　Spark最显着的功能之一就是其交互式分析功能。MapReduce是为处理批处理而构建的，而Hive或Pig等SQL-on-Hadoop引擎通常太慢，无法进行交互式分析。但是，Apache Spark足够快，可以执行探索性查询而无需采样。Spark还与包括SQL，R和Python在内的多种开发语言接口。通过将Spark与可视化工具结合使用，可以交互地处理和可视化复杂的数据集。
 

　　下一版本的Apache Spark(Spark 2.0)将于今年的4月或5月首次亮相，它将具有一项新功能- 结构化流 -使用户能够对实时数据执行交互式查询。通过将实时流与其他类型的数据分析相结合，预计结构化流将通过允许用户针对Web访问者当前会话运行交互式查询来促进Web分析。它也可以用于将机器学习算法应用于实时数据。在这种情况下，将对旧数据进行算法训练，然后将其重定向以合并新的数据，并在其进入​​内存时从中学习。
 

四、雾计算
 

　　尽管大数据分析可能会引起广泛关注，但真正激发技术界想象力的概念是物联网(IoT)。物联网通过微型传感器将对象和设备嵌入在一起，这些微型传感器彼此之间以及与用户进行通信，从而创建了一个完全互连的世界。这个世界收集了大量数据，对其进行处理，并提供革命性的新功能和应用程序供人们在日常生活中使用。但是，随着物联网的扩展，对大量，种类繁多的机器和传感器数据进行大规模并行处理的需求也随之增加。但是，利用云中的当前分析功能很难管理所有这些处理。
 

　　那就是雾计算和Apache Spark出现的地方。
 

　　雾计算将数据处理和存储分散化，而不是在网络边缘执行这些功能。但是，雾计算为处理分散数据带来了新的复杂性，因为它越来越需要低延迟，机器学习的大规模并行处理以及极其复杂的图形分析算法。幸运的是，有了Spark Streaming等关键堆栈组件，交互式实时查询工具(Shark)，机器学习库(MLib)和图形分析引擎(GraphX)，Spark不仅具有雾计算解决方案的资格。实际上，随着物联网行业逐渐不可避免地融合，许多行业专家预测，与其他开源平台相比，Spark有可能成为事实上的雾基础设施。
 

　　现实世界中的火花
 

　　如前所述，在线广告商和诸如Netflix之类的公司正在利用Spark获得见识和竞争优势。其他也从Spark受益的著名企业是：
 

　　Uber –这家跨国在线出租车调度公司每天都从其移动用户那里收集TB级的事件数据。通过使用Kafka，Spark Streaming和HDFS构建连续的ETL管道，Uber可以在收集原始非结构化事件数据时将其转换为结构化数据，然后将其用于进一步和更复杂的分析。
 

　　Pinterest –通过类似的ETL管道，Pinterest可以利用Spark Streaming即时了解世界各地的用户如何与Pins互动。因此，当人们浏览站点并查看相关的图钉时，Pinterest可以提出更相关的建议，以帮助他们选择食谱，确定要购买的产品或计划前往各个目的地的行程。
 

　　Conviva –这家流媒体视频公司每月平均约有400万个视频供稿，仅次于YouTube。Conviva使用Spark通过优化视频流和管理实时视频流量来减少客户流失，从而保持一致的流畅，高质量的观看体验。
 

　　何时不使用Spark
 

　　尽管它具有通用性，但这并不一定意味着Apache Spark的内存中功能最适合所有用例。更具体地说，Spark并非设计为多用户环境。Spark用户需要知道他们有权访问的内存对于数据集是否足够。添加更多的用户使此操作变得更加复杂，因为用户必须协调内存使用量才能同时运行项目。由于无法处理这种类型的并发，用户将需要为大型批处理项目考虑使用备用引擎，例如Apache Hive。
 

　　随着时间的流逝，Apache Spark将继续发展自己的生态系统，变得比以前更加通用。在大数据已成为规范的世界中，组织将需要找到最佳方式来利用它。从这些Apache Spark用例可以看出，未来几年将有很多机会来了解Spark的真正功能。
 

　　随着越来越多的组织认识到从批处理过渡到实时数据分析的好处，Apache Spark的定位是可以在众多行业中获得广泛而快速的采用。
 

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