友盟+揭秘：如何对超体量数据存储与加工，高效服务百万级客户？

　　【友盟+】数据训练营系列

　　【友盟+】数据存量高达60PB，相当于A4纸正反面写满数字并装满15万辆卡车;【友盟+】每天的数据计算需要近2万个高性能CPU，每个CPU每1毫秒计算1亿次，相当于200个地球上的100亿人24小时不间断的运算。

　　互联网企业每天都会产生大量的业务数据，如何构建一个极速响应、稳定安全、低成本的数据存储、加工、挖掘、应用的全流程体系，成为企业实现数据化的关键。

　　【友盟+】工程师首次揭秘，友盟+是如何对超级体量数据进行存储与加工，为超过150万款应用以及710万家网站提供全域数据服务，并让这些庞大的数据源源不断的实现秒级计算与应用。

　　我们将从三个部分展开：数据存储、数据挖掘、特征加工。

　　一.数据仓库是如何运作的？

　　数据仓库输入、输出的是什么数据?数据仓库是如何运作的?数据仓库到底做了什么?

　　我们先看一下数据仓库，左边是输入数据，第一是数据采集，直接通过JS代码或者SDK采集设备行为数据;第二是业务数据上传;第三是营销领域的问卷数据上传、文件数据上传等。右边是输出数据。数据经过处理后主要以四种形式输出，包括统计报表、数据超市、DMP、数据报告。

　　重点介绍中间的数据仓库。【友盟+】数据存量高达60PB，如果用一张A4纸正反面写满数字，把A4纸叠起来可以装15万辆卡车。仓库里面有多少张表呢?大概是上万张。我们每年计算/存储成本非常高。

　　大数据的挖掘、分析和运算就是我们的CPU，我们每天的运算量需要2万个CPU，相当于200个地球上的100亿人24小时不间断的运算。

　　数据处理。这么庞大的数据量在数据仓库内是如何运作的?数据仓库组件分为四类：存储框架、开发工具、数据保障和数据管理。

　　第一，  存储框架。包含(阿里云)ODPS、HDFS、Oracle、HBASE等。

　　第二，开发工具。分为开发平台和调度器。调度器代表对这个关系的依赖，让这个任务完成之后进行下一个任务的通知和运行。

　　第三，数据保障机制，通过数据监控去做保障，监控任务、数据异常并报警，通过任务调度管理保障数据任务的优先级和数据质量。之前说我们数据仓库里有上万张表，对每一个生产表打标签，快速定位到我们想要的表就是数据地图。数据健康，如果1TB数据执行一个小时，就代表很慢，就可以通过数据优化判断出你的任务，你的数据表可能不够健康，你的健康分会被降低，健康分降低了优先级就会降低。

　　第四，数据管理，比如开发规范、数据空间管理、元数据管理。

　　1)开发规范。这么大的数据量为避免数据重复开发和浪费，我们会对代码和命名进行有效规范。还可以通过方法论，比如数据分层、统一语言，索引条件优先等级划分，都需要记录在开发规范中。

　　2)数据空间，就是我们有这么一个平台能看到各个BU、各个平台、各个部门现在的数据状况。比如，有些同学可能SQL写的有问题，出现倾斜之类的，我们能够快速的发现并通知，及时修复和优化。

　　3)源数据管理，就是在这么大的一个数据管理里面快速查找到数据表是什么情况，这个数据是不是做了压缩，包括任务是谁提交的，提交时间等。同时还有每个数据公司对自己的数据资产有一个盘点，有一个清晰的认识。当前我们到底有什么数据，这样的一个数据洞察的体系。

　　二. 数据挖掘，如何让杂乱数据统一、分层解耦？

　　数据处理之后，是数据挖掘。数据挖掘一般分为6个步骤：数据挖掘、数据ETL，第三个是对数据进行分析，然后提取出特征工程，从而进行模拟训练，然后再进行模型评估。

　　今天我们重点讲两块，一个是数据的ETL，一个是特征工程。

　　1）ETL是什么呢？就是清洗、加工和加载。

　　第一是控制处理;

　　第二是数据格式化，比如说时间格式，有些是秒，有些是毫秒，有些直接采用的就是年月日时分秒，用的时候肯定要统一，让下游很方便的应用;

　　第三是数据的验证。在我们已有的知识体系、业务逻辑、常识中，对数据的逻辑性进行一个判别，如果不符合逻辑的话，我们把这个数据进行达标和分割存储;

　　第四是数据补充。就是手机都会采集设备上的经纬度，是一个负点数，我们并不能直接理解，需要对数据进行分割化，圈出一块区域，对数据做POI关联，把经纬度做转化;

　　第五是公共层。以前的数据库讲的是泛式关系，大数据更多是OLTP、OLAP的概念。我们更多的以事实行为去做事实宽表。比如说维度表以及数据的立方体。这里面提到了数据达标和数据分割，一般会遵守的准则是所有的数据进到了数据仓库，哪怕这个数据是无用的、是空的，我们也不会剔除。

　　有很多数据需要做数据分层，比方说今天重新建了一张表，这个业务发生变化了。现在互联网的状态就是拥抱变化，每周都会不停的在开发新表，如何用2分钟就把这个表变了。分层业界里面都会分为三层：数据接入层ODS、数据公共层CDM、数据应用层ADS。我们针对明细数据做分析，比如说广州市是广东省的这样一个对应关系。公共聚合层就是数据立方体，数据应用层就是针对不同的业务去划分独特的一块区域，通过分层可以做到业务解耦。

　　数据加工中的一个拉链表，左边这张表记录了小明每年的学籍，小明在2012-2013年之间都是小学，我们记录开始时间和结束时间。左边这个数据到右边这个数据很频繁，只记录状态的变化就可以了。这个场景可能会应用于哪些行业呢?比如电商系统，这个商品今天做促销，明天促销就取消了，对商品价格打一个快照。

　　这个表主要就是为了节省存储空间，让运算速度更快。刚刚提到了数据立方体，做数据分析的同学会经常接触，也就是QB。

　　简单的画了一个图，横坐标是一个季度的维度，纵坐标是品类的维度，还有地区维度，构成三维立方体。现实中的维度远远不止三个，它会变成9块，每个这样的组合至少有9种组合关系，现实中这个关系有可能是10个、20个。当扩大到20的时候数据量非常庞大。怎么处理呢?维度的组合关系，一般还会有一级分类、二级分类，一级分类必然是和二级分类有关系。比如江苏省，另一个维度是城市，南京市必然是江苏省，把这些维度做一些关联，我们一般叫关联维度的结合。

　　数据立方体的钻取。就是对某一个维度进行下钻，对月份进行下钻，就是对维度进行细分。我们来看一个季度的分布，上卷就看到一、二、三季度的分布。我们锁定了品类的维度叫电子产品，去看季度、地区的情况，这叫切片。切块很简单，多个维度就变成了切块。以季度和地区去看品类的情况，做立体三维空间的反转，就是数据立方体。

　　三. 特征加工，如何提取有价值的特征？

　　如何在这么多数据中提取跟用户相关、跟设备相关的特征?通常将特征分为四大类，第一是基本特征，比如空降的种类、数量、金额、重量、长度等;还有时间上的时长、次数、购买次数;还有比例上的，比如男女比例，平均比例等;还有复杂特征，就是将基本特征和统计特征做一个组合;还有自然特征，比如声音、图像等。

　　对这个特征进行分析，大概会分为这几个步骤，特征分析、特征选取、特征评估。比如对用户的换机的判断。第一步先要去想特征，比如性别、年龄、收入水平、财富水平，兴趣偏好等。

　　第二块就是从现有的数据里提取出来，能够采集到APP数据，用户喜欢哪个APP，是玩游戏还是购物。特征的评估是针对这个数据做分析，比如这个数据是不是可靠。

　　简述特征处理的3种方式

　　1)二值化：将一个特征转换成用0/1表示的多个特征

　　解决两个特征的差没有意义的情况，尤其针对枚举值;

　　例如：性别男和女，或者年龄段，比如20、30相加相减都是没有意义的。所以我们处理特征，第一位1表示男，第2位1表示女。

　　2)权重和平滑处理

　　用户特征往往无法拿到具体值，比如品牌特征，用户往往并不是只对某一品牌感兴趣，而是对多个品牌感兴趣，只是感兴趣的程度不一样。例如：[lily:0.5, Loft Shine:0.2, J.crew:0.15];时间衰减，历史数据进行权重处理，如果没有新增，数据更平滑。

　　3)合理化：异常值发现

　　根据常识或知识体系，剔除不合理数据，避免对特征的影响。

　　比如，一个用户的定位数据，100条记录都在北京，其中有1条在广州且时间与其他记录相差几分钟，可以对该数据进行标注。

　　【友盟+】全球领先的第三方全域数据服务商。 拥有实时更新的全域数据资源、7亿真实活跃消费者画像体系、强大的数据技术和领先的算法能力。在此之上，【友盟+】构建了以DIP数据智能平台为核心，涵盖用户增值、数据营销、新零售、金融风控等服务的大数据产品体系。并通过灵活的SaaS+PaaS模式，激发企业和品牌的数据智能潜力，驱动品牌持续增长。

　　作者 |【友盟+】数据研发专家 吴丹