[单个 6.20TB 的超大 csv 文件保持顺序的情况下进行去除重]各个方案的可行性分析

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作者:lsk569937453   
原帖在这里.具体的需求如下:
  • 行数是 203 亿,平均行长 335
  • 去重是基于整行文本
  • 前缀重复度不高,没有 ID
  • 内存最大 256GB
  • 重点是文件保持顺序

    本文只讨论几种可行性的方案。
    中间件方案(基于硬盘)
    通过中间件来处理是可行的,无论你是 mysql 、postgresql 、sqlite 、hbase 还是 kvrocks ,都可以在插入的时候判断同样的内容是否存在。而这些数据库是基于磁盘的,因此磁盘的 IO 决定了这个方案的上限。
    以 kvrocks 为例(我前段时间刚好压测过 kvrocks),kvrocks(部署在 SSD 上)单机指令的 TPS 为 10 万。那么处理 203 亿行数据的时间为2.3 天。我们可以部署 kvrocks 集群来增加 kvrocks 的吞吐量,由于本次需求只限制了内存,没有限制其他的 CPU 等,我们可以尽量多部署几个节点,让 kvrocks 集群的吞吐量高于我们读文件的性能即可。我在我本机 SSD 上测试的读取文件的性能为 1 秒钟 150 万行,那我们部署 15 个 kvrocks 节点即可。
    优点
    这个方案的好处在于只需要很小的内存。中间件简单,只要部署一下 kvrocks 集群就行了。受限于写文件性能,因此没有加行号重新写入文件。所以本方案还是推荐单线程读文件,最后处理完的结果就是最终的结果(不需要重新排序)。
    中间件方案(基于内存)
    使用 redis 的布隆过滤器能够很好的处理重复的数据。使用 redis 的限制是内存,我们通过这个网站来计算一下所需要的内存。
  • 203 亿个 key ,允许错误率 1%时,需要 24GB 内存
  • 203 亿个 key ,允许错误率 0.1%时,需要 35GB 内存

    看样子内存是符合要求了。我们再计算一下所用时间。
    单机 redis 的 TPS 为 20W,那么处理 203 亿行数据的时间为1 天
    集群 redis 所用的时间和 redis 的节点数有关系,集群节点数越多,则 TPS 越高。由于最大内存为 256GB ,CPU 没有限制,那么我们可以部署 9 个 redis 主节点,总共消耗 24GBb*9=216Gb 。则理想状态下处理 203 亿行数据所用时间为3 小时
    什么是理想状态?数据完全离散,每行数据都落到不同的分区。这个视具体的数据情况而定。
    第二个问题是当我们部署 redis 集群后,redis 集群的吞吐量为 180 万每秒,而我们使用单线程读取文件,能达到这个量级吗?我试了一下流式读取 SSD 上的文件,每秒钟大概读 150 万的样子。如此看来读文件也不是瓶颈,而且我们还优化到了 3 小时。
    优点
    这个方案的好处在于中间件简单,只要部署一下 redis 集群就行了。由于是单线程读文件然后处理,因此也不需要重排序。
    分治法
    我当初看到这个需求的时候第一时间想要的也是分治法。我们就按照分治法的思路分析一下可行性。
    [ol]
  • hash
  • 加序号
  • 按照 hash 分区
  • 逐个分区处理
  • 分区内排序
    [/ol]
    由于分治法会把整个文件通过 hash 算法重新分散到不同的文件中,对于文中的需求按照文件顺序,则需要添加行号来用于最后的排序。第 1 ,2 ,3 步都是用单线程进行操作。在我本机 SSD 上测试了一下,处理 1000 万条数据的时间为 2 分钟,大量的时间都花在写文件上。以同样的性能评估 203 亿行的数据执行 1,2,3 的步骤,则所花费的时间为2.9 天
    后续的处理不在赘述,因为 hash 分区重新写文件的时间太久已经明显的不如其他的方案。
    Spark
    答主没有用过 Spark ,不知道具体的分区消耗多少内存以及读取性能和处理性能,无法给出具体的可行性能答案。
  • sampeng   
    分治法反而是成本最低的。并没限制时间一定要用最快时间。要加快磁盘吞吐也有很多办法。
    kneo   
    布隆过滤器就不要再提了吧。以丢失两亿/两千万条数据的代价去重?
    tool2dx   
    精确去重,最后还是要建立 hash 。
    而根据生日悖论计算,你必须要一个足够大的 hash function 结果值,才能把 203 亿的冲突概率,控制在一定范围内。
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