大数据量的处理
- WBOY原创
- 2016-06-07 15:29:051501浏览
最近做的项目中涉及到大数据量的问题，具体问题是：监测数字电视的信号，对传输的码流进行指标监测，每秒监测到20000个流，每个流对应着20多个指标，每秒存储一次将这20000流存储起来，需要保存24小时的数据。 这个问题研究了好几天： 一、文件写入存储：但
最近做的项目中涉及到大数据量的问题，具体问题是：监测数字电视的信号，对传输的码流进行指标监测，每秒监测到20000个流，每个流对应着20多个指标，每秒存储一次将这20000流存储起来，需要保存24小时的数据。
这个问题研究了好几天：
一、文件写入存储：但是如果将一天的17亿条记录都写入到一个文件里，没试过，相信会很慢，而且查询的时候会更慢。如果写入到多个文件，按照流ID可以将数据拆成20000个分类，同时对20000个文件执行写入操作也不现实。
二、数据库存储：文件存储的方式pass掉了之后开始考虑数据库存储
1、首先我用的Oracle进行性能测试：
将表按照流ID进列表分区，分为20000个区，然后每个分区内存储86400条数据（也就是该流从一天的第1秒到86400秒对应的指标数据），需要有索引，主键是全局索引，其余的列我又建了4个分区索引。
第一步创建6个表空间,保证每个表空间都能拓展到32GB大小（Oracle的表空间最大能拓展到32GB）
第二步要创建这个分区表：
-- Create table create table AAA ( ID number(8), StreamID number(8), StreamType number(1), FAvailability number(5), Bandwidth number(4), ValidBandwidth number(4), MDI_DF number(5), MDI_MLR number(5), Delay_Time number(5), IPInterval number(5), IPJitter number(5), Time date, MLT15 number(5), MLT24 number(5), MLS number(5), SliceNum number(5), CachedTime number(5), StuckTime number(5), GetSliceErr number(5), RetransmitRate number(5), RepeatRate number(5), SecondsFlag number(5) ) partition by list(SecondsFlag) ( partition p1 values(1) tablespace tbs_haicheng );第三步再为t_stream表创建19999个分区：
DECLARE
parName varchar2(100);
sql_str varchar2(500);
BEGIN
FOR I IN 2..20000 LOOP
parName:='p'||I;
sql_str:='ALTER TABLE aaa ADD partition'||' p'||I|| ' VALUES('||I||')';
execute immediate sql_str;
END LOOP;
END;
第四步为t_stream创建4个分区索引：
-- Create/Recreate indexes create index LOCAL_INDEX_REPEATRATE on AAA (REPEATRATE); create index LOCAL_INDEX_SECONDSFLAG on AAA (SECONDSFLAG); create index LOCAL_INDEX_STREAM on AAA (STREAMID); create index LOCAL_INDEX_TIME on AAA (TIME);
第五步创建一个表结构与t_stream相似的表：
create table a ( ID number(8), StreamID number(8), StreamType number(1), FAvailability number(5), Bandwidth number(4), ValidBandwidth number(4), MDI_DF number(5), MDI_MLR number(5), Delay_Time number(5), IPInterval number(5), IPJitter number(5), Time date, MLT15 number(5), MLT24 number(5), MLS number(5), SliceNum number(5), CachedTime number(5), StuckTime number(5), GetSliceErr number(5), RetransmitRate number(5), RepeatRate number(5), SecondsFlag number(5) )
partition by list (SECONDSFLAG)
(
partition P1 values (1)
tablespace IPVIEW1
pctfree 10
initrans 1
maxtrans 255
storage
(
initial 64K
minextents 1
maxextents unlimited
)
);
alter table AAA
add constraint ID primary key (ID)
using index
tablespace TBS_HAICHENG
pctfree 10
initrans 2
maxtrans 255
storage
(
initial 64K
minextents 1
maxextents unlimited
);
第六步向表A中插入86400条数据:
declare begin for i in 1..86400 loop insert into a (id, streamid, streamtype, favailability, bandwidth, validbandwidth, mdi_df, mdi_mlr, delay_time, ipinterval, ipjitter, time, mlt15, mlt24, mls, slicenum, cachedtime, stucktime, getsliceerr, retransmitrate, repeatrate) values (seq_aaa.nextval, 111, 1, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, SYSDATE, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111, 1111); end loop; end ;
第七步：向t_stream表中copy数据
declare
begin
FOR I IN 1..20000 LOOP
insert into aaa
select seq_aaa.nextval, streamid, streamtype, favailability, bandwidth, validbandwidth, mdi_df, mdi_mlr, delay_time, ipinterval, ipjitter, time, mlt15, mlt24, mls, slicenum, cachedtime, stucktime, getsliceerr, retransmitrate, repeatrate,I from a;
commit;
END LOOP;
end;
注意：实际上，这一部分我是将1-20000分成20份 ，开了20个线程同时执行，每个线程负责向1000个分区中copy数据（向每个分区录入86400条），这时候明白我为什么要创建表A了吧！
然后，就不管他了，玩游戏看电影去了，两天假结束，想起来去看了一眼插入到什么程度了，发现磁盘有的线程还在执行，有的线程由于表空间写满到32Gb无法再拓展而终止了。
看了一下序列已经被调用到6亿多，说明插入进去了6亿多条是数据。
首先是数据占用的空间问题，与估算的相差太多，我开始插入了上百万的数据，通过查看这上百万数据占用的空间估算出17亿数据占用的空间在180G左右，，而我准备出将近200G的磁盘空间以为足够了呢，结果差了这么多，分析下原因，最主要的一点是索引占用的空间：
我原来在预估的时候忘记了为表创建索引，以为没什么大影响，有10G空间足够索引占用了，可是事实大错特错了，通过下面的语句查看了下空间的占用情况：
1、表占用空间(0.008G 这是A表里的86400条数据占用的空间) select segment_name, sum(bytes)/1024/1024/1024 GB from user_segments where segment_type='TABLE' group by segment_name; 2、索引占用空间（17.24GB） select segment_name ,sum(bytes)/1024/1024/1024 GB from user_segments where segment_type IN('INDEX PARTITION','INDEX') group by segment_name; 3、分区表TABLE PARTITION占用空间（63.5GB） select segment_name,sum(bytes)/1024/1024/1024 GB from user_segments where segment_type='TABLE PARTITION' group by segment_name;结果分别如下：
注：第三个图中的SEGMENT_NAME的值为T_STREAM 是上文创建的那个分区表。
我们看到结果发现，实际上表数据占用的空间是64GB，跟原来估算的几乎一致，多出来的部分是被索引占了，总共占用了将近100GB的空间，吓死哥了
缘何索引占用了这么多的空间？可能是我创建索引的方式不对？后续研究补充！
我们的程序采用的策略是首先将17亿条记录手动录入到数据库中，然后当监测到流指标时候对响应的数据进行update操作，也就是一般每秒执行20000个update语句，测试下性能：
declare
j number ;
begin
for i in 2000000..2020000 loop
update t_stream
set
streamid = 2,
streamtype = 2,
favailability = 2,
bandwidth = 2,
validbandwidth = 2,
mdi_df = 2,
mdi_mlr = 2,
delay_time = 2,
ipinterval = 2,
ipjitter = 2,
time = sysdate,
mlt15 = 2,
mlt24 = 2,
mls = 2,
slicenum = 2,
cachedtime = 2,
stucktime = 2,
getsliceerr = 2,
retransmitrate = 2,
repeatrate = 2
where id = i ;
end loop;
end ;
这种单纯以主键进行修改的时候他要进行全表扫描（所有的分区需要扫描到），效率很低，大约70s执行完，这才只是6亿数据。
所以我们要让他在执行update语句的时候尽量扫描单个分区，也就是说把那个分区字段当参数传递过来，如下语句所示：
declare
j number ;
begin
j:=1;
for i in 2000000..2020000 loop
update aaa
set
streamid = 2,
streamtype = 2,
favailability = 2,
bandwidth = 2,
validbandwidth = 2,
mdi_df = 2,
mdi_mlr = 2,
delay_time = 2,
ipinterval = 2,
ipjitter = 2,
time = sysdate,
mlt15 = 2,
mlt24 = 2,
mls = 2,
slicenum = 2,
cachedtime = 2,
stucktime = 2,
getsliceerr = 2,
retransmitrate = 2,
repeatrate = 2
where id = i ;
j:=j+1;
end loop;
end ;
测试这个代码块执行时间为3s，而且虽然现在是6亿数据，但是就是17亿数据执行时间也差不多是3s的，因为它扫描的永远只是20000个分区。而且我的电脑才四核处理器，服务器上24核呢。执行的肯定会比我电脑快多了吧，所以实现预定需求不成问题。
2、后来由于Oracle是收费的，不让用了，汗一个,接下来研究Mysql。
Mysql在建表以及分区的时候遇到两个问题：
问题一：建分区的时候总提示语法错误,无论怎么改都不让我创建分区，Mysql这么火的数据库不可能不支持分区啊。后来一查才知道Mysq5.0版本不支持分区，是从5.1才开始支持表的分区的，于是把我的数据库版本更换成5.5的，分区成功创建。
问题二：在Mysql上建20000个分区的过程中发现每次执行到中途就报错停止了，查询了解到Mysql的表分区数量是有限制的，每个表最多能有1024个分区。
这对我们影响不太大，大不了我就建1000个分区，每个分区存放86400*20条数据，相信每个分区百万条数据不算什么。
3、首先sqlite数据库不支持分区只好建立20000个表，由于sqlite不支持存储过程，我也没找到sqlite怎样写循环语句。但是建立20000个表 和 录入那么多的数据我们不可能一条一条的去执行写语句执行，所以需要另想办法，我的解决过程：
首先我想到可以用调用批处理文件的方式插入数据和建表：
建一个 批量建表.bat文件，文件内容如下：
@ECHO OFF For /L %%i in (1,1,20000) do (sqlite3.exe hc.db<createTable.bat bbb_%%i) pause
createTable.bat 内容如下：
create table 1%(ID integer primary key autoincrement, STREAMID NUMBER(10), STREAMTYPE NUMBER(1), FAVAILABILITY NUMBER(5), BANDWIDTH NUMBER(4), VALIDBANDWIDTH NUMBER(4), MDIDF NUMBER(5), MDIMLR NUMBER(5), DELAY_TIME NUMBER(5), IPINTERVAL NUMBER(5), IPJITTER NUMBER(5), TIME DATE, MLT15 NUMBER(5), MLT24 NUMBER(5), MLS NUMBER(5), SLICENUM NUMBER(5), CACHEDTIME NUMBER(5), STUCKTIME NUMBER(5), GETSLICEERR NUMBER(5), RETRANSMITRATE NUMBER(5), REPEATRATE NUMBER(5), SECONDSFLAG NUMBER(5), PART NUMBER(5) );
问题出现了，在执行批量建表.bat的时候提示sqlite语法错误。至今也没找到原因：
问题肯定是出现在传递的动态参数上，createTable.bat成功的接到了参数，语句在sqlite中执行不报错，放在bat里就报错。 所以第一次批量建表没成功。
那就用咱们的老本行，写JAVA程序：
需要一个驱动包：sqlitejdbc-v033-nested.jar。
代码如下：
import java.sql.*;
import org.sqlite.JDBC;
/**
* sqlite创建数据库以及批量建表
* @time 2014-01-07
* @author HaiCheng
*
*/
public class createTable {
/**
* @param args
* @throws Exception
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
try{
//1，保证SQLite数据库文件的路径首字符为小写，否则报错
String thisPath = "e:/haicheng.db";
String sql = "jdbc:sqlite://"+thisPath;//windows && linux都适用
//2，连接SQLite的JDBC
Class.forName("org.sqlite.JDBC");
//建立一个数据库名haicheng.db的连接，如果不存在就在当前目录下自动创建
Connection conn = DriverManager.getConnection(sql);
//3,创建表
Statement stat = conn.createStatement();
for(int i=1 ;i<=20000;i++){
String sql1=" create table bbb"+i+" " +
" (" +
" ID INTEGER primary key autoincrement," +
" STREAMID NUMBER(10)," +
" STREAMTYPE NUMBER(1)," +
" FAVAILABILITY NUMBER(5)," +
" BANDWIDTH NUMBER(4)," +
" VALIDBANDWIDTH NUMBER(4)," +
" MDI_DF NUMBER(5)," +
" MDI_MLR NUMBER(5)," +
" DELAY_TIME NUMBER(5)," +
" IPINTERVAL NUMBER(5)," +
" IPJITTER NUMBER(5)," +
" TIME DATE," +
" MLT15 NUMBER(5)," +
" MLT24 NUMBER(5)," +
" MLS NUMBER(5)," +
" SLICENUM NUMBER(5)," +
" CACHEDTIME NUMBER(5)," +
" STUCKTIME NUMBER(5)," +
" GETSLICEERR NUMBER(5)," +
" RETRANSMITRATE NUMBER(5)," +
" REPEATRATE NUMBER(5)," +
" SECONDSFLAG NUMBER(5)," +
" PART NUMBER(5)" +
" );";
System.out.println(sql1);
String sql2="CREATE INDEX index_flag"+i+" ON bbb"+i+"(SECONDSFLAG);";
String sql3="CREATE INDEX index_part"+i+" ON bbb"+i+"(PART);";
stat.executeUpdate( sql1 );
stat.executeUpdate( sql2 );
stat.executeUpdate( sql3 );
}
stat.close();
conn.close(); //结束数据库的连接
}
catch( Exception e )
{
e.printStackTrace ( );
}
}
}
import java.sql.*;
import org.sqlite.JDBC;
/**
* 向第一个表中循环录入数据
* @author HaiCheng
*
*/
public class insertData {
public static void main(String[] args) throws Exception {
try{
//1，保证SQLite数据库文件的路径首字符为小写，并且路径为unix路径
String thisPath = "e:/haicheng.db";
String sql = "jdbc:sqlite://"+thisPath;//windows && linux都适用
//2，连接SQLite的JDBC
Class.forName("org.sqlite.JDBC");
//建立一个数据库名haicheng.db的连接，如果不存在就在当前目录下自动创建
Connection conn = DriverManager.getConnection(sql);
//4,插入一条数据
for(int i=1;i<=86400;i++){
PreparedStatement prep = conn.prepareStatement("insert into bbb1(STREAMID) values (?);");
prep.setInt(1, 0);
prep.addBatch();
conn.setAutoCommit(false);
prep.executeBatch();
}
conn.setAutoCommit(true);
stat.close();
conn.close(); //结束数据库的连接
System.out.println("数据插入成功");
}
catch( Exception e )
{
System.out.println("数据插入异常");
e.printStackTrace ( );
}
}
}
import java.sql.*;
import org.sqlite.JDBC;
/**
* 向其余19999个表中批量拷贝数据
* @author HaiCheng
*
*/
public class copyData {
public static void main(String[] args) throws Exception {
try{
//1，保证SQLite数据库文件的路径首字符为小写，并且路径为unix路径
String thisPath = "e:/haicheng.db";
String sql = "jdbc:sqlite://"+thisPath;//windows && linux都适用
//2，连接SQLite的JDBC
Class.forName("org.sqlite.JDBC");
//建立一个数据库名haicheng.db的连接，如果不存在就在当前目录下自动创建
Connection conn = DriverManager.getConnection(sql);
//3,创建表
Statement stat = conn.createStatement();
for(int i=2;i<=20000;i++){
String sql1="insert into bbb"+i+" select * from bbb1";
System.out.println(sql1);
stat.execute(sql1);
}
stat.close();
conn.close(); //结束数据库的连接
System.out.println("数据插入成功");
}
catch( Exception e )
{
System.out.println("数据插入异常");
e.printStackTrace ( );
}
}
}
依次执行这三个类，当执行第三个类的时候也就是批量向数据库中录入数据的时候，当数据文件大小达到2G的临界点的时候（不同方式测试多遍都是这种情况），再继续写入数据，那么数据文件就会损坏（文件大小都变了，从2GB变成1MB了）。
分析各种原因：
（1）、正在写入数据的时候断电（排除，没有断电）
（2）、磁盘有坏道（排除，在磁盘中放些其他的文件，换一段空间存储这个数据同样到2GB崩溃）
（3）、数据文件所在磁盘空间不足（排除，硬盘空间足够、sqlite也不像Oracle那样有着表空间的概念）
最终我也没找到什么原因，发帖求助。
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上面那些还是年前写的东西，也没有写完。最终是sqlite的问题没有解决。目前还是用着Mysql