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接近淘宝 80%的大数据实时计算平台，从0搭建的经验和坑

2016-08-22  本文已影响4213人  简寻

上周一，来自武汉的直播平台斗鱼TV宣布C轮融资，腾讯领投的 15 亿人民币，距其获得 B 轮1亿美元不到半年，也是大写的牛逼。

但小寻更关心他们的大数据架构，作为一个在 2 年多时间里崛起的公司，其流量经历了从 0 到 PB 级别的飞跃。

刚好今年 3月，斗鱼的大数据团队负责人参加过简寻主办的首届武汉开发者峰会，分享了一些经验和坑，结合一些资料，小寻整理了这个帖子，供有志于大数据的同学参考和借鉴。

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关于吴瑞诚：2014年加入斗鱼，成为斗鱼大数据团队第一人，经历了斗鱼的用户从 十万级别大千万级别的飞跃，并从0 搭建了斗鱼的大数据实时计算平台。入职斗鱼前，我吴瑞诚在淘宝干过三年，主要做HBase。

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这是斗鱼非常典型的直播间，55开，游戏打得好，牛吹得好，在斗鱼比较好，大家看到密密麻麻的字，就是弹幕，视频直播最火的场景，弹幕。很火的时候，上面会有礼物，用户给主播赠送火箭，鲨鱼骑着火箭的礼物飘过，这个火箭价值还挺高。

右下角这些图标是礼物，用户赠送给主播的礼物，鱼翅可以充值购买，鱼丸赠送，右边是土豪的贡献排行榜，贡献越多排名越高，右边是弹幕区。内容和形态就是这样，但是现在很火，有时候我们没办法预料现象级现象。

主要分享内容

第一，日志检索，日志全局检索。后面会展开，这个地方主要是以NginxPHP日志做事例。

第二，实时CEP系统，类KV的处理系统。

第三，实时流计算，流计算。 strong text

一、日志检索

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这是一个现在的大数据的架构图，这个图最近才整理出来，越整就觉得体会越深，这个图里面看一下红红绿绿有一些方块，看PPT看得多的同学，可能司空见惯了，大数据架构图到最后可能都是这个样子，但是图上的每一个块都是踩过无数个坑，付出了血的教训才成为现在这样。

我加入斗鱼，当时是一个人负责整个这一大块的东西，后来就是因为网站量上来了，个人吞吐量到了上限，招了第一批人。我第一批是组内培养的，会有一些java开发，生拉硬拽凑到大数据团队，从最开始的小系统越做越大，做到现在这个架构。

最下面一层是数据源一层，Nginx、PHP日志，公司技术栈比较多，处理起来会越来越蛋疼，现在统一接入层是是Kafka，现在还没有完全接入。

上面一层就是数据清洗和格式转换包括初步的结算。

再上面一层就包括依赖MySQL实现的归档数据，最大一块是离线计算基于Hadoop，YARN。去年上线Spark，现在应用的范围还比较小，主要还是在风控和个性推荐这一块。

另外实时计算是Hbase，是之前经验比较熟悉，Hbase大家觉得有很多替代的产品，我觉得Hbase在第一层兜住海量热数据，我觉得Hbase的优势还是非常明显的。所以我这一块一直会保持Hbase在这个地方使用，在快速查询，可以相对于自助查询走的presto。

右侧实时计算主要基于Storm，今年大目标把spark作为重点引入。对于新框架的考量，小公司二次的开发能力或者定制能力弱一些，我们现在主要应用短平快的一些方式，比如，主流的有一些大公司BAT、京东、美团把坑踩完了我们再上，这样我们成本会小很多，我们会跟进spark，spark社区活跃得让人没办法忽视它，它现在活跃程度比Hadoop强一个量级。

最右边是Elastic，最开始引入的时候只是做一个搜索引擎，后来越用越觉得爽，真的是一个神器，后面会具体展开。

再就是上面的服务数据层，前端网站和服务层使用，再就是Dashboard，监控、个性推荐、用户行为分析、风控系统、搜索引擎、其它数据应用。

平台监控非常重要。

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这是Lambda架构，这三层架构，P处理层，再是上面的加速层到服务层，这三层架构，应该可以覆盖绝大多数的大数据团队架构的场景。

实时日志检索

从前：grep + awk

演进：rsync + Hive UDF

现在：ELK

我们最开始，只有几个PHP实例，出了问题，我就上去grep、awk，然后规模上来了，机器和应用实例突增，就用rsync和HiveUDF的方式，把日志收集起来，按照时间粒度切碎了拖过来，然后用Hive进行一些匹配，形成这么一个非常初级的系统。

到了现在，ELK，用的很爽的系统，能支持的量很大，可扩展，全文检索，很多时候包括技术团队定位问题非常方便，有这几个特性能满足基本使用。如果再能够帮他们做一些告警，包括量的告警，文本的告警，有更好，这也是我们现在在做的。

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这是实时日志检索的架构图，大家可以看到应用场景，当时flume用得最多，应用场景变得比较快，我们的业务调整也非常迅猛，新场景中发现flume有两个场景没办法满足，一个场景是C++场景，它的量太大，他们的日志按实例文件夹写本地；一个是，Java太耗资源，包括CPU、包括内存，后来我们觉得这一块要做一些改变。

最开始的方案，因为我们有C++的团队做服务化，他们觉得我们可以自己造轮子，这个轮子比较简单，后来我做了一圈对比，发现Logstash新版本中，有一个Beats组件，是golang实现的。

架构图中间以Elastic技术栈为主，包括中间汇聚层在不久将来会被替换掉，但是现有的一些场景，如果一直稳定的话先保持现状。因为我们在这个阶段它比较稳定。

Flume 的Memory channel在量大的时候会OOM，这个时候把溢出的量落地到disk上面，这样可以在保证效率的同时能增大Flume能承受的吞吐量，这样让flume很稳定，一直沿用到现在。

现在还是用Flume做了汇聚层，我们后续会使用Kafka做汇聚层，有很多场景，有些日志可能回头还要再消费或者说要做Pub-sub，现在模式很难实现，必须要用到Kafka。

日志数据在图的下方走了Elastic，用Kibana做的UI，Kibana 2.0以后使用上会有很多不顺畅，我这一块其实建议大家二次开发，二次开发的成本不大，比较容易上手，所有的接口都可以走API，定制起来方便，图上方是走的Hdfs出报表。

FLUME

选项

Channel

Flume 监控

再说一下踩过的一些坑。

首先Flume的选型。我最开始看中还是因为他是Apache的产品，觉得它稳定，在很多公司PPT里面，我稍微估计一下，flume出现的概率比其它产品出现频率高很多，所以做一些压测做了对比，差不太多，就选了flume，现在要新用或者要换型需要更详细的压测。

channel这一块，最开始内存到disk到现在两个方案混搭在一起，但是占资源特别耗资源。

flume的监控，一定要先考虑监控再上新的技术栈。

ERK

在Elastic上，我们跟Solr做对比，大家可以看一下纯开源的组建跟有商业团队支撑的开源产品，社区活跃度和产品迭代不是在一个量级上，Elastic现在已经开始注重使用体验了，这一点是Solr还没有纳入考量的点。

因为Elastic除了我们最开始最传统的搜索引擎、文本搜索，现在更大的一块可以当作我们的多维自助查询，水平扩展能力非常强，因为数据结构的天热优势，就有一些场景，包括多维的及时查询这一块有非常强悍的性能。

ES插件上，我们使用了Kopf做监控，head来操作索引。

ES读写分离。ES集群拓扑越来越大，如果按照默认的拓扑来使用的话，可能量上没法满足很多场景，比如，如果读写不做分离，查询极有可能把线上写的节点直接压垮，这样就建议有一个专门的节点来负责读。

对于资源隔离，我们使用了几个小的Elastic的集群来满足各个功能。因为，Elastic是P2P的，无主。无主有一个问题，有时候没有办法很强的控制某些节点行为，这时候要做一些隔离，最见效的方式就是按照小集群直接做隔离。

避免索引过大。这一点大家如果能注意把不必要的字段建到索引能解决大部分。

最热的查询中避免用range查询。

JVM heapsize设置，我们现在一直使用32G，Hbase集群也是这样，尽管集群配置很高，Hbase的配置还是32G。

GC方面，我们使用的是CMS，在线上使用、压测表现看的话，G1稳定性和用户体验看来都会差一些。

二、实时CEP系统

最开始我们做一个指标统计，大家把数据推到我们这边来做一些统计，然后借助redis做统计并最后把结果数据保存在Redis，简单的统计场景OK了，后来业务场景复杂了，产品线多了，redis单个实例肯定不够，可扩展性和数据规模是redis暂时无法越过的门槛，所以我们又很自然用到了Hbase。

Hbase使用有两大点需要注意：

第一，rowkey的设计，Hbase中除了rowkey没有索引可供使用。

第二，数据压缩，历史数据的压缩很关键。一个指标两个指标做抽样做一些归档很好做，但是怎么做到统一，而且还很简单，我们能直接拿来用，这个时候碰到open TSDB，一个时间序列存储方案。

最开始也用了InfluxDB，感觉有时候只要压力上来了之后，它可以没有征兆挂机，后来干脆就考虑到open TSDB。数据揣拽产生图形，基于OpenTSDB，能满足很大的量。

这个系统中真正性能考验的其实还是Hbase，Hbase OK，opentTSDB也就没有问题，我们会一直把这个方案做下去，基于open TSDB，我们可以很灵活做定制，它本身就是基于Hbase做了定制的特性，包括我刚刚说到对rowkey的设计。

对数据压缩，每一个指标每一个小时会有一个row，open TSDB帮我们做了。后面有定制需求我们从头开始做，这一块是比较简单的，底层Hbase性能是没有问题，越往后看，Hbase有很多地方它会做得越来越通用。因为它的性能这一块显性能没有问题，后面卡顿的问题会有明显的提升。

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回到刚刚上面的图这是CEP系统，这个图上面，大家可以看一下。

从数据收集，第一个parser会走到Kafka，从spark走到Hbase，走到这一步就走到了业务系统，包括我们的监控系统，这是有一个业务流程，现在可以简单理解成某些指标大于阈值就觉得它的是一个嫌疑事件，需要告警的，简单理解就是这样，这一块马上引入规则引擎，这一块业务变化频率太快了，发布速度拖了后腿，在已经测试上了。

到后面有一些结果的存储，再有告警的推送，这个地方也是直接走到Hbase。后面有一些统计好的指标可以拿来用的，这个地方我们走到了open TSDB，这个图就没有重新再画，直接从Cloudera Blog上面借用，这个架构图和我们的系统是一模一样的。

Open TSDB，业务指标非常灵活，我们现在有一些CPU指标，打出来我们收集起来，各个指标汇集在一起，而且是秒级的力度，这个力度因为指标量大，时间粒度比较细，我们服务机器的服务数越来越大，现在还碰不到瓶颈。

关于Hbase使用。现在用Hbase的公司越来越多，2011年淘宝这一块就已经开始在线上大规模使用，Hbase这一块很稳定，从0.96之后就已经可以说到非常稳定，1.0有一些变化，1.0之后的Hbase是值得大家使用的。

rowkey设计可以写一本书，这里只做简单介绍。Hbase没有索引，所以rowkey非常关键，我们通过rowkey定位到数据，如果通过rowkey能约精确定位到数据，查询效率越高，用这个思路看看业务场景和看看使用，可以做一些相应的优化，做一些提升。

HBase不适宜的场景，包括多维度索引、需要事务、稳定性要求极高。

关注写热点，一般，按照默认的Region Split方案，上线后如果写压力比较大，都会有写热点的问题，这时需要考虑预建region。再就是写压内考虑writebuffer、WAL、autoflush，我写的要求很高，数据一致性要求很高那这事就不好办，只有做权衡，写性能上和数据一致上做权衡，下面三个参数只要你调了或者关了，可用性就会丢，有这个风险择，这是预先告诉大家。

对日志类的表化考虑关闭compact，手动触发GC。

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Open TSDB表设计和原数据和数据表。这是官方图，讲得非常透，大家看一下怎么保证维的很多，数据量很大的时候，能够基于open TSDB把这么一个系统做得高效，就是通过一套rowkey，还有右图按照时间力度做row的压缩，我觉得主要这两个特性保证它的性能。

这是跟open TSDB密切相关的两个点。

三、实时流计算

这一块我们现在斗鱼用得规模比较大，和大公司比可能就有一点小巫见大巫，但是我还是想分享一下，从0到1的过程，包括第三点，从1到1.1的过程。

流计算。比如，我们上了一个专题或者我刚开始提到，英雄联盟有一个决赛，线上有量，量有多大，只能根据卡不卡，只能主观上感觉卡不卡做一个评估。后台服务器的一些数据指标比较延时，刚开始靠猜，靠感觉，感觉要上机器了，要调一些流或者压力到另外一部分机上，靠感觉。

包括有一些上专题，比方说有一些活动，锤子或者魅族、乐视新品发布，他们的量，有时候没有能想象的大，有时候会非常大，但是我们没有办法做一些预案，所以这个时候我们就慢慢有了这个，这是我们最开始的一个迫于压力有了这样一个方案，redis实时统计的量。

用户多了，鸟就多了，各种羊毛党就越多，这一块有了一个风控，再一个个性推荐，用户多了之后，用户群体户越来越多样化，这一块就考虑个性推荐，千人千面，这一块是后来第二阶段的需求。就有了现在storm加spark Streaming的方案在跑。

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这是数据流的架构，最开始只有最上面的架构，web、APP，在Nginx Lua，这是锤子2发布会捐赠的一个项目，他把世界上最快的两个系统，一个是Nginx和Lua，加在一起性能非常好强悍。基于Lua和redis，性能好，又好用又稳定，又不吃资源。

到了Kafka这一层，就有了另外的一些数据，比方用户行为数据接入进来，关系表MySQL，我们没有其它的关系存储。到了Kafka出来之后就是storm，是线上规模用得最大，我刚才说的数据产品都是基于storm，后面简单介绍一下storm踩过一些坑。

Spark吞吐量是非常好的，因为两个数据模型就决定了他们两个侧重业务场景是不一样的，后面离线计算，这个中间有一个是数据应用层，我们可以从实时计算到数据应用层，会写到中间离线层，又有另外一批数据到前面的应用层，实时数据监控和其它应用。

刚刚讲了数据收集这一块，尤其用户行为数据，包括另外有一些服务层的服务，开始堆PHP，太耗资源，我们就发现OpenResty。

再用Storm，我先把这个罗列在这个地方，Storm优化主要就是基于这两个逻辑对象图。

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Storm的新版本中，已经剥离了对ZK的依赖。我们所有的调优调这几个对象的参数，比方提高并行度，我们要提高时间时效，就是基于这个图。

这个图中，数据流怎么从这个流程里面最快的流入，最快流出，这就是实时流计算的初衷或者说包括最终的解决方案，也就是一直在优化。就比方说我们在第一级Kafka或者redis出来之后进到storm，越简单越快把消息弄进来最好。弄进来之后越快把消息处理完统计完把数据推走，越快推走对压力越小，处理时效吞吐量越大。

如果我们做优化，会去分析在第一个bolt1或者bolt2，如果里面有堆积，是在哪一个逻辑里面堆积，会考虑增加并行度或简化它的逻辑，让数据流尽快从第一级到 第二级到第三级，流出数据流程，我们整个优化的思路就是这样。

bolt1、2到bolt3，想跟大家分享，我们很多时候优化Storm忽略一个点，Storm依赖外部资源会成会我们的瓶颈，我们的数据没办法往外面推，没办法落地，后面一层堆积也会直接制约我们优化的一个瓶颈。

我们最后往redis写，性能强悍，你一个storm没问题，当时用一个redis做一些hush，做分散，还是解决不了，后来把redis替换掉。

这是我们在storm优化整体的思路，比较简单，主要几大块。 spout数和Kafka中的话题的partition数相匹配。 监控每一个执行的时效，去做监控，及时发现某一些componet要不要做优化。

我们最开始上storm就有了spark流，流利用在时空监控的场景，这是今年2016年的大方向。

这是流的简单使用有一些心得，踩过一些坑。批处理时间。换粗需要经常的使用的数据。集群task并行度，使用Kryo序列化。

这是我们踩过的巨坑，最后和大家强调一下。

踩过的巨坑

第一个踩过的巨坑就是监控。

我们有很多量，现象级的，百万级的用户立马在一秒到十秒用涌入一个直播间，这个直播间放在和其它直播间放在一个server上面，立马卡顿不卡用，如果在监控这一块，可以解决很多的一些告警和预警。包括有一些业务的指标监控，监控这一块非常重要。

今年做了比较大的一块，就是在做统一监控平台，现在我们也是在花主要的开发资源做这一块，因为我们前端有网站端后端有C++服务端，语言异构排查起来就存在，没法定位，第一反应大家很本能甩锅，就需要统一监控平台。

第二，安全。

最开始太粗放，我们最开始做网络隔离，我们的集群是第一次做了网络上的隔离，然后后来就包括人员越来越大，因为不可能是我一个人干，也不可能做这么多业务场景，用的人越来越多，包括其它团队，业务分析师做数据分析用到线上环境，这个地方安全非常重要。

第三，一定的余量。

预估业务、提需求，上机器这么一套下来，就一两个月，小公司不要扣这部分的成本，起码预留20%的量。

To do

探索式数据集市、推荐系统、风控系统，这是我们今年最大的三块目标。

ps：作为优秀又土豪的公司，斗鱼现在非常缺人，非常非常缺，总之钱多速来有挑战！对斗鱼感兴趣的同学可以联系私信小寻哦~

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