Big Data aggregation techniques

by Valentin Logvinskiy

А кто ты такой ?● 5 лет опыта в web (кроме фриланса)● 3 года в highload (3k+ request/min)

● 5k requests/min● >1Tb raw data● Real time analytic

Проект

«Big Data как секс у подростков: - все говорят об этом, - никто реально не знает что это такое и что с этим делать, - каждый думает, что другие уже успешно это делают и - каждый заявляет что тоже успешно это делает.» (с) просторы интернета

“Данные становятся большими тогда, когда их размер превращается в самостоятельную проблему” (с) Роджер Магулас

Для нас Big Data началась с 10 млн. записей

И что ? Сколько данных это Big Data ?

➔ HLL (Hyper Log Log)➔ Суммирующие таблицы➔ Partitioning, Sharding

HyperLogLog (HLL)

SELECT COUNT(id) FROM tbl WHERE {...}

SELECT COUNT(DISTINCT token) FROM tbl WHERE {...}

Суммарное количество ивентов по фильтрам

Уникальное количество пользователей по фильтрам

400 msg/second = 24000 msg/minute

1440000 msg/hour = 34560000 msg/day

1 036 800 000 msg/month ( 1 млрд )

Да сколько там тех ивентов !

Мы используем Postgres.Структура таблиц (изначальная)

Фильтры ?

Distinct ?

SELECT COUNT(DISTINCT token) FROM tbl WHERE {...}in 40220 ms -> 11194 unique from 3489541 recordsin 340220 ms -> 27616 unique from 9658465 records

SELECT COUNT(*) FROM ( SELECT token,COUNT(token) FROM tbl WHERE {...} GROUP BY token) q111194 ms -> 27616 unique from 9658465 records

Оптимизация запроса через группировку

Как жить дальше ?

MapReduce !!!!

Проблемы работы с исспользованием MapReduce

● Пользователь должен получить результат за допустимый промежуток времени (5-10 секунд)

● Если использовать препроцессинг (подсчитать все возможные варианты которые может выбрать пользователь) то это будет очень долго

HyperLogLog (HLL)

http://blog.aggregateknowledge.com/tag/hyperloglog/http://metamarkets.com/2012/fast-cheap-and-98-right-cardinality-estimation-for-big-data/https://github.com/aggregateknowledge/postgresql-hll

● Bit observable patterns

● Stochastic averaging

● Harmonic averaging

● KMV (K minimum value)

Как это работает

Postgres + HLL

--- Make a dummy table

CREATE TABLE helloworld (

id integer,

set hll

);

--- Insert an empty HLL

INSERT INTO helloworld(id, set) VALUES (1,

hll_empty());

--- Add a hashed integer to the HLL

UPDATE helloworld SET set = hll_add(set,

hll_hash_integer(12345)) WHERE id = 1;

--- Or add a hashed string to the HLL

UPDATE helloworld SET set = hll_add(set, hll_hash_text

('hello world')) WHERE id = 1;

--- Get the cardinality of the HLL

SELECT hll_cardinality(set) FROM helloworld WHERE id =

1;

SELECT ceil(hll_cardinality(hll_union_agg(set))) FROM unique_hll WHERE (...)

125 ms

42012237 unique, >8000000000 records (80 млрд)

А поможет ?

Но есть нюанс ...

● Занимает много места на жестком диске

● Погрешность до 3%

Суммирующие таблицы

Справимся и так !

Amazon EC2, c1.xlarge (4 CPU, 420Gb)

SELECT COUNT(id) FROM event WHERE {...}

Да, да, да. Индексы стоят, работают. Да, partitioning тоже включен и работает.

55 ms -> 342282 records 1714 ms -> 4014783 records7524 ms -> 20109099 records

Что делать ?

Для связывания этих таблиц исспользуется тригер OnInsert который делает +1 в поле cnt, если совпадают event_type,campaign_id,item_id,date.

Но есть нюанс...

Batch insert

2014-02-10 00:20:39 UTC [21166]: [3-1] user=****,db=**** ERROR: deadlock detected2014-02-10 00:20:39 UTC [21166]: [4-1] user=****,db=**** DETAIL: Process 21166 waits for ShareLock on transaction 1623260082; blocked by process 21162. Process 21162 waits for ShareLock on transaction 1623260084; blocked by process 21164. Process 21164 waits for ExclusiveLock on tuple (16351,53) of relation 87300951 of database 16422; blocked by process 21166.

INSERT INTO tbl VALUES (...),(...),(...),(...)

Выход ?1. Переписать код на UPDATE и убрать тригерры

2. Игнорировать ошибку, уменьшив уровень изолированости транзакций

3. Ваш вариант

Partitioning

Для чего это нужно?

SELECT COUNT(*) FROM events WHERE date > ‘2014-01-01’ AND date < ‘2014-02-01’

20569s -> 66527031 from 200109099 records

Partitioning by date

Postgres partitioningCREATE TABLE events_01_2014 ( CHECK ( event_date >= DATE ‘2014-01-01’ AND event_date < DATE ‘2014-02-01’ )) INHERITS (events);

+ триггер, окончание которого:RETURN NULL;

Что делать если нет таблицы ?Добавляем в триггер

IF NOT EXISTS( SELECT * FROM information_schema.tables WHERE table_name = tableName) THEN EXECUTE 'CREATE TABLE '||tableName||' (...) INHERITS (‘||TG_TABLE_NAME||’);';END IF;

Поможет ?

2569s -> 66527031 from 66703033 records

Sharding

Зачем это нужно ?

Sharding by event type

Таблицы каждого типа находятся на своих серверах БД, что существенно уменьшает загрузку CPU

Q & A

Thank you !