腾讯实时分析平台Hermes介绍
2015-01-21 20:07:05   来源：   评论：0 点击：

腾讯大数据最近做了几件事，上线了一个官方网站http://data.qq.com/，将TDW(腾讯大数据库仓库）开源了，封闭的企鹅难得开放了一回。大数据网站上有一些资料，我看到一个叫Hermes爱马仕的系统挺有意思的，今天介绍下。

关于实时分析系统我前面写个几篇文章分析，包括《实时分析系统(HIVE/HBASE/IMPALA)浅析》《MPP DB 是 大数据实时分析系统 未来的选择吗？》《一套数据，多种引擎（impala/Hive/kylin）》《一套数据，多种引擎续---两种数据格式（Parquet/ORCfile）浅析》有兴趣的可以看看，为了解决实时分析的问题，主要分析的是MPP架构的软件，核心思路是通过MPP扫描技术来加快查询。腾讯的Hermes系统，是开源的lucene演变而来，主要用的是搜索和索引技术，所以hermes也叫实时检索分析平台。这个是另外一个思路，可以值得看看。

详细的Hermes的介绍，可以看下本文最后参考资料。主要讲讲Hermes有特点的几个东西：

1、核心是存储的设计， 通过对数据结构的重新组织，结合分析系统的特点，实现嵌套列存储，充分避开随机读，采用块读取+位图计算大幅度降低耗时弊病，使大数据的统计分析计算耗时缩短至秒级；在词条文件中采用字典排序，并在此基础上实现前缀压缩；在序列文件中采用递增排序，并对序列号采用可变长类型，有效压缩存储空间，便于计算位图的构建;

2、列式存储.

3、基于单个实例数据的分析处理，datasource主要包含两类数据：用户导入的数据(位图文件)以及源数据(索引文件)，内核主要根据用户请求逻辑处理索引文件以及位图文件。内核示意如下：

4、整个数据对应多份，按照不同规则均匀分布在各个分析实例中，数据的merge服务在其中的一个分片中进行，每次请求将根据机器负载情况选择负载轻的作为merge服务器。

Hermes和开源的solr,elasticsearch又有什么不同？

solr、es的使用特点如下：

1. 源自搜索引擎，侧重搜索与全文检索。

2. 数据规模从几百万到几千万不等，数据量过亿的集群特别少。
Ps:有可能存在个别系统数据量过亿，但这并不是普遍现象（就像oracle的表里的数据规模有可能超过hive里一样，但需要小型机）。

hermes:的使用特点如下：

1. 一个基于搜索引擎技术的海量数据实时检索分析平台。侧重数据分析。

2. 数据规模从几亿到几万亿不等。最小的表也是千万级别。

在腾讯12台机器，就可以处理每天350亿的数据(每条数据1kb左右)，每台30T左右，数据可以保存一个月之久。

solr\es 更偏重于为小规模的数据提供全文检索服务；hermes则为大规模的数据仓库提供索引支持，为大规模数据仓库提供即席分析的解决方案，并降低数据仓库的成本，hermes数据量更“大”。

定位和数据规模的不同导致了hermes与solr、es的对索引使用方式有着本质的区别。下面从大数据的视角来阐述，为什么hermes更适合做大索引。

solr、es的索引严重依赖物理内存：

1. 一级跳跃表是完全load在内存中的，除了需要消耗很多内存，首次打开索引的加载速度会特别慢，在solr\es中的索引是一直处于打开状态的，不会频繁的打开与关闭；这种模式会制约一台机器的索引数量与索引规模，通常一台机器固定负责某个业务的索引。

2. 排序和统计（sum，max，min），是通过遍历倒排表，将某一列的全部值都load到内存里，然后基于内存数据进行统计即使一次查询只会用到其中的一条记录，也会将整列的全部值都load到内存里,台浪费资源，首次查询的性能太差。数据规模受物理内存限制很大，索引规模上千万后OOM是常事。

3. 索引存储在本地硬盘，出现异常后，因为数据要恢复，copy的时间要太久。

4. 支持master/slave模式，但是跟传统mysql数据库一样，集群规模并没有特别大的。

这种模式处理集群规模受限外，每次扩容的数据迁移将是一件非常痛苦的事情，数据迁移时间太久。

5. 倒排检索即使某个词语存在数据倾斜，因数据量比较小，也可以将全部的doclist都读取过来（比如说男、女），这个doclist会占用较大的内存进行cache，当然在数据规模较小的情况下占用内存不是特别多，查询命中率很高，会提升检索速度，但是数据规模上来后，这里的内存问题越来越严重。

6. Merger server只能是一个，制约了查询的节点数量；数据不能进行动态分区，数据规模上来后单个索引太大。

Hermes的索引特点如下：

1. 大部分的索引处于关闭状态，只有真正用到索引才会去打开；一级跳跃表采用按需load，并不会load整个跳跃表，用来节省内存和提高打开索引的速度。Hermes经常会根据业务的不同去动态的打开不同的索引，关闭那些不经常使用的索引，这样同样一台机器，可以被多种不同的业务所使用，机器利用率高。

2. 排序和统计并不会使用数据的真实值，而是通过标签技术将大数据转换成占用内存很小的数据标签，占用内存是原先的几十分之一。另外不会将这个列的全部值都load到内存里，而是用到哪些数据load哪些数据，依然是按需load。不用了的数据会从内存里移除。

3. 索引存储在hdfs中，理论上只要hdfs有空间，就可以不断的添加索引，索引规模不在严重受机器的物理内存和物理磁盘的限制。

4. 采用yarn进行进程管理，数据在hdfs中，集群规模和扩容都是一件很easy的事情。

5. 如果某个词语存在数据倾斜，则会与其他条件组合进行跳跃合并（参考doclist的skiplist资料）。

6. 采用多级的merger server；数据可以根据业务的不同，采用不同的分区方式。

参考资料：

1、关于hermes与solr，es的定位与区别 http://user.qzone.qq.com/165162897/2

2、Hermes实时检索分析平台 http://data.qq.com/article?id=817