大数据杂谈

最近忙于搬家，买车，保险等杂事，讲座听得少，只是听了两个中文的：喜马拉雅的创始人于建军在InnoSpring分享喜马拉雅的心得，以及coursera的董飞(知乎：董老师)在Stanford分享大数据相关的主题。

是的，这些活动都是中文的。而且，只要你加入当地的一些技术群(比如JaywSalon)，再关注一些公众号(比如StanfordACSSSS - 斯坦福中国人联合会，ACE_Berkeley - ACE伯克利华人创业协会)，基本上，中文的技术分享一周能有个好几次。难怪最近池大参加硅谷这边一个高逼格的会议，抵达后的在朋友圈惊呼：「。。。到处都是华人和汉字。。。看来世界被华人占领是迟早的」。

言归正传。大数据这词热了好几年，其核心无非就是几点：在互联网用户基数越来越大的情况下，海量数据(实时数据，历史数据)如何有效存储?存储之后如何利用(实时分析，非实时分析)?如何通过历史数据推测未来(个性化推荐，定制化服务)?

海量数据的存储，托google的GFS paper的福，诞生了HDFS。算法的力量解放了廉价机器和普通硬盘的能力，使得互联网公司可以不走银行证券业(它们应该是Big Data的鼻祖)的老路，使用昂贵的SAN，而是通过算法将数据放置于普通的PC服务器上，分布式存储。

分布式的海量数据的运算和分析，托google的map reduce paper的福，诞生了Hadoop(以及构建其上的pig - data analyzing, hive - sql-like warehouse等应用)。一个大任务被切分成多个小任务，分布在不同的节点计算，然后汇总。

由于大数据的存储和运算都是分布式完成的，而任何一个分布式系统，最头疼的事情就是synchronization，而synchronization的核心是atomic operation，我们知道，单机的atomic operation一般基于CPU本身提供的CAS(Compare and Swap)指令，而分布式的atomic operation只能依赖于messaging。一个message要准确无误地传递给系统的每个节点是件很困难(难点在高效)的事情。如果这个问题解决不好，那么大数据领域的很多应用都会存在潜在问题，于是Zookeeper应运而生。Zookeeper提供分布式的atomic operation，可以用于存储统一的配置 [1]，选举master等等。我们知道，分布式系统总归需要局部(比如skype的supernode)或者全局的master(如OSPF的master)，来做一些统筹的事情(包括但不限于reduce)，而master往往是个单点，为了避免单点故障，实现high availability，n+m cluster和lead election必不可少。所以，Zookeeper是大数据生态圈的关键一环。

对于计算资源而言，以硬件服务器为单位的粒度显然太大，n个物理node如果隔离和调度合理，可能可以同时处理远大于n的任务。但往往任务和任务的运行时不尽相同(甚至冲突)，用VM做隔离，磁盘和CPU的额外损耗不小，且受限于硬件能力，scale还做不大;同时VM的硬伤是elasticity，资源的切分一旦确定，修改的代价不小。为了适应计算上elasticity，最近两年在整个生态圈上又出现了新的资源管理和调度系统，如mesos，yarn。 mesos使用Zookeeper做lead election，所有计算资源上运行slave，向master汇报资源状态，然后master将这些资源schedule到各个注册在master上的framework，framework再进行细粒度的task scheduling，最终，task在若干个slave上的executor里执行。Mesos里默认使用container来切分资源，粒度完全由 task的大小决定，非常灵活。当然，executor也可以是docker。

解决了存储，运算，configuration/synchronization/HA，scheduling的问题后，"OS"级别的事情就差不多了，剩下的就是application。前面提到的pig，hive，以及后来居上意欲(局部)取代hadoop的spark，等等，构成了一个巨大的大数据生态系统(从类比操作系统的角度看)：

如果说今天的大多数应用软件开发者主要还工作在linux stack上，跟从CPU/memory起一直到framework级别的软件打交道;未来，整个stack则完全不同，也许应用开发者要逐渐切换技能栈了。系统软件工程师则可以略微高枕无忧，毕竟driver还要写，kernel bug还要fix，networking总得有人做。大数据生态圈的砖瓦还是linux，TCP/IP这些基础组件。

不过，就internet的现状来说，应用软件工程师更容易成为那个站在风口的猪。对于搭好梯子，累好砖瓦，供猪站在风口上的系统软件工程师来说，只能哀叹一句：「遍身罗绮者，不是养蚕人」。