Spark最佳实践

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出版者:人民邮电出版社
作者:陈 欢
出品人:
页数:224
译者:
出版时间:2016-5
价格:49.00元
装帧:平装
isbn号码:9787115422286
丛书系列:图灵原创
图书标签:
  • spark
  • 大数据
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  • 机器学习
  • 实时处理
  • 数据工程
  • 最佳实践
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具体描述

本书是Spark实战指南,全书共分8章。前4章介绍Spark的部署、工作机制和内核,后4章分别通过实战项目介绍Spark SQL、Spark Streaming、Spark GraphX和Spark MLib功能模块。此外,本书详细介绍了常见的实战问题,比如大数据环境下的配置设置、程序调优等。本书附带的一键安装脚本,更能为初学者提供很大帮助。

《分布式大数据处理利器:Spark原理与实战精粹》 海量数据,瞬息万变,如何驾驭? 在当今信息爆炸的时代,数据量呈指数级增长,传统的数据处理方式已显得捉襟见肘。如何高效、便捷地处理PB级甚至EB级的数据,从中挖掘价值,已成为企业和研究机构面临的核心挑战。Apache Spark,作为新一代的分布式计算框架,凭借其内存计算的强大优势和丰富多样的API,迅速崛起,成为大数据领域的明星。 本书并非简单地罗列Spark的API用法,而是深入剖析Spark的底层原理,探索其核心组件如何协同工作,如何实现卓越的性能。我们将带领读者走进Spark的内部世界,理解其任务调度、内存管理、容错机制等关键技术,帮助您从“知其然”提升到“知其所以然”。 核心亮点: 一、透视Spark架构,掌握核心运行机制 Spark Core 深度解析: 从Driver、Executor、Task等基本概念出发,详细阐述Spark应用程序的执行流程。我们将逐层剥离,理解DAG(有向无环图)的构建与优化、Shuffle过程的精妙设计、以及Spark如何通过RDD(弹性分布式数据集)实现数据的分布式存储与计算。 内存计算的魔力: Spark之所以能比Hadoop MapReduce快数倍,关键在于其内存计算能力。本书将深入探讨Spark的内存模型,理解数据如何在内存中进行缓存、计算和迭代,以及如何通过合理的缓存策略最大化内存利用率,减少磁盘I/O的瓶颈。 容错机制的智慧: 在分布式环境中,节点故障是不可避免的。我们将详细解析Spark的容错机制,特别是RDD Lineage(血缘关系)在数据恢复中的作用,以及Spark如何通过Stage重计算、Task重试等策略保证数据处理的可靠性。 二、Spark SQL:数据分析的利器 关系型数据处理的革新: Spark SQL为结构化数据处理带来了革命性的变化。本书将系统介绍Spark SQL的查询优化器(Catalyst)、物理执行计划的生成过程,以及其如何高效地将SQL查询转化为Spark的RDD操作。 DataFrame与DataSet的演进: 从DataFrame到Dataset,Spark SQL在类型安全和性能优化上不断进步。我们将深入理解这两种数据抽象的区别与联系,并指导您如何根据实际场景选择最合适的数据结构。 实战SQL查询优化: 学习如何编写高效的Spark SQL查询,避免常见性能陷阱。我们将通过大量实例,演示如何利用谓词下推、列裁剪、Join重排等优化技术,显著提升SQL查询的执行效率。 三、Spark Streaming 与 Structured Streaming:实时数据流的处理之道 流式处理的挑战与Spark的解决方案: 实时数据流的处理对延迟、吞吐量和一致性提出了严峻考验。本书将详细介绍Spark Streaming的RDD-based微批处理模型,以及其如何与Kafka、Kinesis等数据源无缝集成。 Structured Streaming:下一代流处理引擎: 随着Structured Streaming的出现,Spark在流式数据处理方面迈入了新纪元。我们将深入理解其基于DataFrame/Dataset的声明式API,以及如何实现端到端的Exactly-Once语义,构建强大且易于维护的实时数据管道。 状态管理与窗口操作: 在流处理中,状态管理和窗口操作是处理时间序列数据的关键。本书将详细讲解Spark Streaming和Structured Streaming中状态更新、时间窗口(滚动窗口、滑动窗口)的定义与使用,帮助您构建复杂的实时分析应用。 四、MLlib:走向智能化的机器学习平台 分布式机器学习的基石: MLlib作为Spark的原生机器学习库,提供了丰富的预置算法和特征工程工具,能够轻松处理大规模数据集。本书将介绍MLlib的核心API,包括数据预处理、模型训练、模型评估以及模型持久化等环节。 常见机器学习算法的Spark实现: 我们将重点讲解Spark MLlib中常用的机器学习算法,如线性回归、逻辑回归、决策树、随机森林、梯度提升树、K-Means聚类、推荐系统算法等。通过实际案例,展示如何利用MLlib构建和部署机器学习模型。 特征工程与管道构建: 高质量的特征工程是机器学习成功的关键。本书将深入探讨MLlib提供的各种特征转换器和特征选择器,以及如何利用Pipeline API将多个预处理、模型训练和评估步骤串联起来,简化机器学习工作流。 五、GraphX:图计算的强大引擎 图计算的理论基础与Spark的实现: 图结构在社交网络分析、知识图谱、推荐系统等领域扮演着重要角色。本书将介绍图计算的基本概念,如顶点、边、属性等,并深入讲解GraphX的核心API,包括Graph的创建、图遍历、图切分以及Pregel模型在分布式图计算中的应用。 PageRank、Connected Components等经典图算法: 我们将通过PageRank(网页排名)、Connected Components(连通分量)、Triangle Counting(三角形计数)等经典图算法的实例,展示GraphX如何高效地在分布式环境中进行图分析。 构建复杂的图分析应用: 学习如何将GraphX与其他Spark组件结合,构建更复杂的图分析应用,例如构建用户关系图进行社交网络分析,或构建知识图谱进行推理。 六、Spark集群部署与性能调优 多样的部署模式: 从Standalone模式到YARN、Mesos、Kubernetes,本书将全面介绍Spark的不同部署模式,并指导您如何根据实际环境选择最适合的部署方案。 生产环境的配置与管理: 深入讲解Spark集群的各项配置参数,包括内存分配、CPU核数、网络设置等,以及如何进行合理的资源配置以保证集群的稳定性和高性能。 性能瓶颈分析与调优策略: 性能调优是Spark应用成功的关键。本书将引导读者识别常见的性能瓶颈,如Shuffle过大、GC暂停、数据倾斜等,并提供一套系统性的调优方法论,包括代码优化、参数调整、硬件升级等。 本书特点: 原理与实践并重: 理论讲解深入浅出,结合大量生动、贴合实际的案例,帮助读者将理论知识转化为实际操作能力。 循序渐进,体系完整: 从Spark Core到Spark SQL、Spark Streaming、MLlib、GraphX,内容组织结构清晰,由浅入深,满足不同层次读者的学习需求。 注重细节,技巧丰富: 剖析Spark内部机制,揭示性能优化的关键点,传授实用的调优技巧,帮助读者解决实际工作中遇到的难题。 面向未来,拥抱最新技术: 关注Spark的最新发展趋势,涵盖Structured Streaming等前沿技术,为读者提供面向未来的知识储备。 目标读者: 有一定Java、Scala或Python编程基础,希望学习和掌握大数据处理技术的开发人员。 需要处理海量数据,对分布式计算框架有需求的后端工程师。 对数据分析、机器学习、图计算有浓厚兴趣,并希望在Spark平台上实现这些技术的工程师和数据科学家。 大数据平台的架构师和运维人员,需要深入理解Spark的原理和部署,以便进行更优化的集群管理。 掌握Spark,就是掌握未来数据处理的核心竞争力。本书将成为您在大数据领域披荆斩棘的得力助手,助您高效、稳定、智能地驾驭海量数据,释放数据驱动的无限潜能。

作者简介

陈欢

腾讯资深程序员,15年编码经验,曾任职网络安全、互联网金融等部门,亲手从零建设了财付通业务的Spark集群,并使之同时支持SQL、实时计算、机器学习等多种数据计算场景。他目前就职于腾讯社交与效果广告部,从事大数据分析工作。

林世飞

腾讯资深研究员,2005年加入腾讯,先后在无线产品、安全中心、搜索平台、开放平台、社交与效果广告部等部门从事开发和团队管理工作。他对网络安全、搜索引擎、数据挖掘、机器学习有一定了解,热衷知识传播和分享,曾获腾讯学院2009年年度优秀讲师。目前,他就职于社交与效果广告部,负责广告系统相关的研发工作。

目录信息

第1章  Spark与大数据  1
1.1  大数据的发展及现状  1
1.1.1  大数据时代所面临的问题  1
1.1.2  谷歌的大数据解决方案  2
1.1.3  Hadoop生态系统  3
1.2  Spark应时而生  4
1.2.1  Spark的起源  4
1.2.2  Spark的特点  5
1.2.3  Spark的未来发展  6
第2章  Spark基础  8
2.1  Spark本地单机模式体验  8
2.1.1  安装虚拟机  8
2.1.2  安装JDK  19
2.1.3  下载Spark预编译包  21
2.1.4  本地体验Spark  22
2.2  高可用Spark分布式集群部署  25
2.2.1  集群总览  26
2.2.2  集群机器的型号选择  28
2.2.3  初始化集群机器环境  29
2.2.4  部署ZooKeeper集群  33
2.2.5  编译Spark  35
2.2.6  部署Spark Standalone集群  37
2.2.7  高可用Hadoop集群  40
2.2.8  让Spark运行在YARN上  40
2.2.9  一键部署高可用Hadoop +Spark集群  42
2.3  Spark编程指南  43
2.3.1  交互式编程  43
2.3.2  RDD创建  44
2.3.3  RDD操作  47
2.3.4  使用其他语言开发Spark程序  54
2.4  打包和提交  54
2.4.1  编译、链接、打包  54
2.4.2  提交  56
第3章  Spark工作机制  58
3.1  调度管理  58
3.1.1  集群概述及名词解释  58
3.1.2  Spark程序之间的调度  60
3.1.3  Spark程序内部的调度  63
3.2  内存管理  65
3.2.1  RDD持久化  65
3.2.2  共享变量  66
3.3  容错机制  67
3.3.1  容错体系概述  67
3.3.2  Master节点失效  68
3.3.3  Slave节点失效  69
3.4  监控管理  69
3.4.1  Web界面  69
3.4.2  REST API  72
3.4.3  Metrics指标体系  73
3.4.4  其他监控工具  73
3.5  Spark程序配置管理  73
3.5.1  Spark程序配置加载过程  74
3.5.2  环境变量配置  74
3.5.3  Spark属性项配置  74
3.5.4  查看当前的配置  76
3.5.5  配置Spark日志  76
第4章  Spark内核讲解  77
4.1  Spark核心数据结构RDD  77
4.1.1  RDD的定义  78
4.1.2  RDD的Transformation  80
4.1.3  RDD的Action  82
4.1.4  Shuffle  83
4.2  SparkContext  84
4.2.1  SparkConf配置  84
4.2.2  初始化过程  85
4.2.3  其他功能接口  87
4.3  DAG调度  87
4.3.1  DAGScheduler  87
4.3.2  TaskScheduler  90
第5章  Spark SQL与数据仓库  92
5.1  Spark SQL基础  93
5.1.1  分布式SQL引擎  93
5.1.2  支持的SQL语法  97
5.1.3  支持的数据类型  98
5.1.4  DataFrame  99
5.1.5  DataFrame数据源  103
5.1.6  性能调优  104
5.2  Spark SQL原理和运行机制  104
5.2.1  Spark SQL整体架构  105
5.2.2  Catalyst执行优化器  105
5.3  应用场景:基于淘宝数据建立电商数据仓库  110
5.3.1  电商数据仓库场景  111
5.3.2  数据准备和表设计  111
5.3.3  用Spark SQL来完成日常运营数据分析  115
5.3.4  Spark SQL在大规模数据下的性能表现  120
第6章  Spark流式计算  122
6.1  Spark Streaming基础知识  123
6.1.1  入门简单示例  123
6.1.2  基本概念  124
6.1.3  高级操作  129
6.2  深入理解Spark Streaming  132
6.2.1  DStream的两类操作  132
6.2.2  容错处理  134
6.2.3  性能调优  136
6.2.4  与Storm的对比  137
6.3  应用场景:一个类似百度统计的流式实时系统  139
6.3.1  Web log实时统计场景  139
6.3.2  日志实时采集  140
6.3.3  流式分析系统实现  140
第7章  Spark图计算  149
7.1  什么是图计算  149
7.1.1  图的基本概念  149
7.1.2  图计算的应用  150
7.2  Spark GraphX简介  151
7.2.1  GraphX实现  151
7.2.2  GraphX常用API介绍  152
7.3  应用场景:基于新浪微博数据的社交网络分析  153
7.3.1  社交网络分析的主要应用  153
7.3.2  社区发现算法简介  154
7.3.3  用GraphX实现Louvain算法  156
7.3.4  小试牛刀:谁是你的闺蜜  162
7.3.5  真实的场景:新浪微博关系
分析  164
第8章  Spark MLlib  169
8.1  机器学习简介  169
8.1.1  什么是机器学习  169
8.1.2  机器学习示例  171
8.1.3  机器学习的基本方法  172
8.1.4  机器学习的常见技巧  173
8.1.5  机器学习参考资料  174
8.2  MLlib库简介  174
8.2.1  基础数据类型  174
8.2.2  主要的库  175
8.2.3  附带的示例程序  176
8.3  应用场景:搜索广告点击率预估系统  178
8.3.1  应用场景  178
8.3.2  逻辑回归  179
8.3.3  学习算法  181
8.3.4  模型评估  184
8.3.5  数据准备  186
8.3.6  模型训练  187
8.3.7  模型调优  195
附录  Scala语言参考  197
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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《高效能程序员的自我修炼手册》这本书,读起来的感受更像是在与一位经验丰富、说话直爽的前辈进行一对一的“深夜咖啡时间交流”。它没有宏大的理论框架,而是聚焦于那些在日常编码中,日积月累却又常常被忽视的“坏习惯”和“小技巧”。比如,关于代码注释的“黄金法则”,作者提出注释应该解释“为什么这么做”,而不是“做了什么”——这个观点立刻击中了我过去写注释的痛点。在谈到版本控制时,书中关于分支策略的讨论非常接地气,它没有推崇某个单一的Git工作流,而是根据团队规模和项目复杂度,提供了不同策略的优劣分析,帮助我为自己的团队找到了最适合的平衡点。此外,书中关于“调试的艺术”部分,提供了一套系统性的问题排查思路,教会我如何冷静地拆解复杂的Bug,而不是盲目地在代码中乱撞。这本书给人的感觉是即插即用,读完一章就能立刻在下一秒的工作中看到立竿见影的效果,实用性极强。

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翻开《深度学习的艺术与哲学》,我立刻被其那种近乎诗意的文字风格所吸引。这本书似乎更关注的是“思想的构建”而非“代码的堆砌”。它花了大量的篇幅去探讨神经网络的演进历史,那些早期的尝试、失败的教训,以及最终突破的灵光一现,都描绘得栩栩如生,仿佛我们亲身参与了那段波澜壮阔的AI发展史。作者对Transformer架构的解读,更是独树一帜,没有采取教科书式的线性罗列,而是从“注意力”这一核心概念出发,层层递进,让你真正理解为何这种机制能够彻底改变自然语言处理的面貌。更让我感到惊喜的是,书中穿插了许多跨学科的思考,比如将深度学习与认知科学的最新发现进行类比,这极大地拓宽了我的视野,让我不再将AI视为一个孤立的技术领域,而是人类理解自身智能的一种新型工具。对于那些已经掌握了基础框架,但渴望触及更高层次理论思考的读者来说,这本书无疑提供了一次精神上的洗礼和升华。

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这本《数据科学的秘密武器》简直是为那些在数据处理的汪洋大海中感到迷茫的航海者准备的灯塔。作者没有过多纠缠于那些晦涩难懂的数学公式,而是直接切入实战,用清晰、近乎对话式的语言,将那些原本高深莫测的机器学习模型剖析得犹如庖丁解牛般透彻。特别是关于特征工程的那一章,简直是醍醐灌顶,它详细阐述了如何从原始数据中“榨取”出最有价值的信息,避免了那种“垃圾进,垃圾出”的窘境。书中对时间序列分析的案例讲解尤为精彩,它不仅仅是告诉你“怎么做”,更深层次地解释了“为什么这么做”,这种对底层逻辑的尊重,让我在面对新的、未曾谋面的数据集时,多了一份从容和自信。我尤其欣赏作者对于模型评估的严谨态度,它提醒我们,一个在测试集上表现完美的模型,在真实世界中可能不堪一击,这种对现实局限性的深刻认知,是衡量一本优秀数据科学书籍的关键标准。读完此书,感觉自己像是完成了一次高级的内功修炼,功力大增,看问题也更全面了。

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《现代数据库设计与优化圣典》这本书,我必须承认,起初我对它的期待值并不高,以为它会是一本枯燥的CRUD(增删改查)手册。然而,它完全超出了我的预期。它更像是一部关于“信息组织学”的百科全书。作者对范式理论的讲解,清晰到连刚接触数据库概念的新手都能迅速掌握其精髓,但它并未止步于此,紧接着就深入探讨了在TB级数据量下,传统关系型数据库在何种场景下会遭遇性能瓶颈,以及何时应该果断转向NoSQL或其他分布式方案。最让我受益匪浅的是关于索引优化策略的部分,书中列举了十几种复杂的查询场景,并针对每一种场景给出了定制化的索引构建和维护建议,这远比网上那些泛泛而谈的“加索引就完事了”的建议要精深得多。读完后,我发现自己对数据库的理解从“存储数据的地方”提升到了“如何高效地管理和调度信息资产”的战略层面,对系统架构的稳定性有了更深刻的敬畏之心。

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关于《软件架构的演进:从单体到微服务的心路历程》,这本书的叙事视角非常独特,它不像技术书籍那样冷冰冰地罗列架构模式,而是将架构决策视为一场充满了权衡、妥协与远见的“商业决策”。作者通过回顾几个虚构但极具代表性的公司案例,生动地展示了技术债是如何慢慢积累,最终迫使企业进行痛苦的架构重构。我特别喜欢它对微服务架构的“去神化”处理,没有将它描绘成解决一切问题的银弹,而是坦诚地揭示了其带来的复杂性、分布式事务的难题以及运维成本的激增。书中对于“领域驱动设计(DDD)”的引入和应用讲解得非常清晰,它强调了架构的边界必须和业务的边界对齐,这使得架构师在面对业务变化时,能够更有信心地去设计弹性更强的系统。阅读这本书,我体会到架构师的角色,远不止于画图,更在于预见未来、平衡短期交付与长期健康之间的微妙艺术。

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最佳实践真谈不上,spark 一览还行

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书名最佳实践虽然起得比较虚,但还是有一定内容的,应用场景更丰富些会更好点。

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这书写的我只能给三分了。看到连城推荐鹅厂的实践就下单,但是看到集群搭建standalone和yarn模式混为一潭顿时觉得索然无味,坚持读完觉得写的还算是全面,水平入门看看还算有零星收获,书名是入门必备可给四分,称为最佳实践的话只能三分了……

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说是入门吧,却没把任何一点讲明白,贪大图全;说是高阶吧,却都只涉及皮毛,蜻蜓点水。国人写书真的是乏善可陈。如果没看过《Spark快速大数据分析》,就去看看,而不要看这本;如果已经看过了,就不要看这本。还有封底那些不负责任的推荐者,真不知道他们是不是看了书的内容。

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浪费钱。

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