大数据架构和算法实现之路:电商系统的技术实战

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出版者:机械工业出版社 作者:黄申 出品人: 页数:0 译者: 出版时间:2017-6 价格:0 装帧:平装 isbn号码:9787111569695 丛书系列:大数据技术丛书
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具体描述

本书介绍了一些主流技术在商业项目中的应用,包括机器学习中的分类、聚类和线性回归,搜索引擎,推荐系统,用户行为跟踪,架构设计的基本理念及常用的消息和缓存机制。在这个过程中,我们有机会实践R、Mahout、Solr、Elasticsearch、Hadoop、HBase、Hive、Flume、Kafka、Storm等系统。如前所述,本书最大的特色就是,从商业需求出发演变到合理的技术方案和实现,因此根据不同的应用场景、不同的数据集合、不同的进阶难度,我们为读者提供了反复温习和加深印象的机会。

征服海量数据的智慧:深入理解与精妙设计 在当今数字浪潮的席卷之下,数据已成为驱动社会进步和商业创新的核心要素。从社交媒体的点赞评论,到金融交易的毫秒决策,再到科学研究的海量观测,我们正身处一个前所未有的数据爆炸时代。然而,数据的价值并非天然显现,它潜藏在海量、异构、高速流动的信息洪流之中。如何有效地采集、存储、处理、分析这些数据,并从中提炼出有价值的洞察,最终转化为驱动业务增长的智能,成为摆在所有技术从业者面前的严峻挑战。 本书正是为那些渴望在数据洪流中驾驭自如、构建强大数据驱动能力的探索者们量身打造。它将带领您踏上一段深入理解大数据底层逻辑、掌握核心处理技术、并能将其转化为实际应用落地的实战之旅。我们不满足于仅仅知晓“是什么”,更致力于探究“为什么”和“如何做”,旨在为您构建一个全面、系统、且极具实践性的知识体系。 一、 大数据基石:理解与构建海量数据处理平台 要处理海量数据,首先需要构建一个稳定、高效、可扩展的数据基础设施。本书将从数据采集的源头开始,深入剖析各种数据源的特点,以及如何设计健壮的数据采集管道。我们将探讨多种采集方式,例如: 实时流数据采集: 面对用户行为日志、传感器数据、交易流水等实时涌现的数据,如何保证数据的低延迟、高吞吐量、以及在网络不稳定时的可靠传输?我们将深入介绍Apache Kafka、Pulsar等分布式消息队列的原理、架构设计、以及在实际场景中的应用调优。您将学习如何构建高可用、可伸缩的消息总线,实现数据从生产者到消费者的无缝流转。 批量数据采集与ETL/ELT: 对于那些不需要实时处理的数据,例如离线日志、数据库备份、第三方数据集等,如何高效地进行抽取(Extract)、转换(Transform)、加载(Load)或抽取、加载、转换(ELT)?本书将详细讲解Hadoop生态系统中的关键组件,如HDFS(Hadoop Distributed File System)的分布式存储机制、MapReduce的批处理模型,以及更现代化的批处理引擎如Apache Spark的RDD、DataFrame、Dataset API,理解其内存计算和容错机制,掌握如何设计和优化批处理作业,实现海量数据的批量处理和加载。 数据湖与数据仓库: 在数据量剧增的背景下,传统的关系型数据库已难以胜任。我们将深入探讨数据湖(Data Lake)的概念,理解其存储原始数据、支持多种数据格式(如Parquet, ORC, Avro)的灵活性,以及其在支持多样化数据分析场景中的优势。同时,我们将对比分析数据仓库(Data Warehouse)的结构化、面向主题的特点,以及如何利用MPP(Massively Parallel Processing)数据库如Greenplum, ClickHouse等,实现海量数据的快速查询和分析。本书将指导您如何根据业务需求,选择和设计合适的数据存储方案,构建统一的数据资产管理平台。 二、 核心算法与模型:赋能数据分析与智能洞察 数据基础设施构建完成后,如何从中挖掘有价值的信息,则离不开强大的算法和模型。本书将聚焦于大数据处理过程中常用的核心算法,并以清晰的逻辑和丰富的实例进行讲解: 分布式数据处理算法: 在分布式环境下,如何高效地执行常见的算法?我们将深入探讨Apache Spark等计算框架如何将算法并行化,例如分布式排序、聚合、连接操作。您将学习到分布式版本的k-means聚类、PageRank等经典算法,理解其在分布式计算模型下的实现原理和性能优化技巧。 机器学习算法在海量数据上的实践: 机器学习是大数据价值转化的核心驱动力。本书将重点介绍在大规模数据集上运行的经典机器学习算法,包括: 监督学习: 回归(Linear Regression, Logistic Regression)、分类(Decision Trees, Random Forests, Gradient Boosting Machines如XGBoost, LightGBM)、支持向量机(SVM)等。我们将关注这些算法在分布式环境下的实现,如Spark MLlib提供的API,以及如何处理类别特征、缺失值、特征工程等在大规模数据上遇到的实际问题。 无监督学习: 聚类(k-means, DBSCAN)、降维(PCA, t-SNE)、关联规则挖掘(Apriori)等。理解这些算法如何帮助我们发现数据中的隐藏模式和结构。 深度学习基础: 介绍神经网络的基本概念、反向传播算法,以及在分布式环境下如何训练深度学习模型。我们将涉及TensorFlow、PyTorch等主流深度学习框架,并探讨如何利用GPU加速和分布式训练策略来处理海量数据。 图计算与推荐系统: 现实世界中许多数据都呈现出图的结构,例如社交网络、知识图谱、商品之间的关联等。本书将深入讲解图计算的基本概念,如节点、边、路径,以及常用的图算法,如最短路径、中心性度量。您将学习如何利用Apache Spark GraphX等工具进行图数据的分析,并将其应用于构建高效的推荐系统,例如协同过滤、基于内容的推荐等。 数据挖掘与统计分析: 除了机器学习,传统的统计分析和数据挖掘技术仍然至关重要。我们将涵盖异常检测、时间序列分析、关联分析等,并讲解如何利用SQL、HiveQL、Spark SQL等查询语言,从海量数据中提取关键指标和洞察。 三、 技术实战与架构设计:构建可落地的大数据解决方案 理论知识的学习最终要服务于实践。本书将以多个贴近实际业务场景的案例,贯穿大数据技术的应用: 电商用户行为分析与个性化推荐: 深入分析电商平台用户行为数据的采集、处理,如何构建用户画像,实现千人千面的商品推荐,以及如何利用A/B测试验证推荐策略的效果。您将学习如何将数据分析能力转化为提升用户体验和销售转化的实际能力。 实时数据监控与预警系统: 针对电商交易、库存、物流等关键业务指标,设计和实现实时监控和预警系统。学习如何利用流处理技术(如Flink, Spark Streaming)捕捉异常事件,并触发相应的告警机制。 风控与反欺诈系统: 在电商场景中,如何利用大数据技术识别恶意用户、防范欺诈行为?本书将讲解如何构建风控模型,实时分析交易数据,识别潜在的风险。 数据治理与质量保障: 随着数据规模的增长,数据质量问题将愈发突出。本书将探讨数据治理的重要性,以及如何通过元数据管理、数据血缘追溯、数据质量监控等手段,确保数据的准确性、一致性和可用性。 可扩展、高可用的系统架构设计: 在设计大数据系统时,可扩展性、高可用性、容错性是必须考虑的关键因素。本书将结合实际案例,讲解如何进行系统架构设计,选择合适的技术栈,并在性能、成本、复杂度之间取得平衡。您将学习到如何采用微服务架构、容器化部署(如Docker, Kubernetes)等现代化的工程实践,来构建健壮的大数据平台。 四、 职业发展与未来展望 本书不仅关注技术细节,更将引导您思考大数据技术在个人职业发展中的作用。我们将探讨大数据工程师、数据科学家、数据分析师等角色的职责与要求,以及如何不断学习和适应技术发展的趋势。 大数据技术日新月异,本书将为您提供坚实的基础,让您能够快速掌握新的技术和工具。从Hadoop生态的经典组件,到Spark的强大计算能力,再到Flink的实时处理,以及深度学习等前沿技术的应用,本书将带您领略大数据技术的广阔天地。 无论您是初涉大数据的技术新手,还是希望深化自身技术功底的资深工程师,本书都将是您探索大数据世界、实现技术突破的得力助手。它不仅仅是一本技术书籍,更是一条通往数据驱动未来的实战之路。准备好迎接挑战,征服海量数据,释放数据的无限潜能吧!

作者简介

目录信息

目录
推荐序
前言
引子 1
第一篇 支持高效的运营
第1章 方案设计和技术选型:分类 5
1.1 分类的基本概念 6
1.2 分类任务的处理流程 7
1.3 算法:朴素贝叶斯和K最近邻 8
1.3.1 朴素贝叶斯 8
1.3.2 K最近邻 9
1.4 分类效果评估 10
1.5 相关软件:R和Mahout 12
1.5.1 R简介 12
1.5.2 Mahout简介 13
1.5.3 Hadoop简介 14
1.6 案例实践 17
1.6.1 实验环境设置 17
1.6.2 中文分词 18
1.6.3 使用R进行朴素贝叶斯分类 22
1.6.4 使用R进行K最近邻分类 37
1.6.5 单机环境使用Mahout运行朴素贝叶斯分类 39
1.6.6 多机环境使用Mahout运行朴素贝叶斯分类 47
1.7 更多的思考 58
第2章 方案设计和技术选型:聚类 60
2.1 聚类的基本概念 60
2.2 算法:K均值和层次型聚类 61
2.2.1 K均值聚类 61
2.2.2 层次型聚类 62
2.3 聚类的效果评估 64
2.4 案例实践 66
2.4.1 使用R进行K均值聚类 66
2.4.2 使用Mahout进行K均值聚类 69
第3章 方案设计和技术选型:因变量连续的回归分析 74
3.1 线性回归的基本概念 74
3.2 案例实践 76
3.2.1 实验环境设置 76
3.2.2 R中数据的标准化 78
3.2.3 使用R的线性回归分析 81
第二篇 为顾客发现喜欢的商品:
基础篇
第4章 方案设计和技术选型:搜索 94
4.1 搜索引擎的基本概念 94
4.1.1 相关性 95
4.1.2 及时性 97
4.2 搜索引擎的评估 100
4.3 为什么不是数据库 103
4.4 系统框架 104
4.4.1 离线预处理 104
4.4.2 在线查询 107
4.5 常见的搜索引擎实现 108
4.5.1 Lucene简介 108
4.5.2 Solr简介 113
4.5.3 Elasticsearch简介 120
4.6 案例实践 123
4.6.1 实验环境设置 123
4.6.2 基于Solr的实现 123
4.6.3 基于Elasticsearch的实现 154
4.6.4 统一的搜索API 175
第三篇 为顾客发现喜欢的商品:高级篇
第5章 方案设计和技术选型:NoSQL和搜索的整合 195
5.1 问题分析 195
5.2 HBase简介 196
5.3 结合HBase和搜索引擎 203
5.4 案例实践 204
5.4.1 实验环境设置 204
5.4.2 HBase的部署 205
5.4.3 HBase和搜索引擎的集成 211
第6章 方案设计和技术选型:查询分类和搜索的整合 219
6.1 问题分析 219
6.2 结合分类器和搜索引擎 219
6.3 案例实践 225
6.3.1 实验环境设置 225
6.3.2 构建查询分类器 226
6.3.3 定制化的搜索排序 229
6.3.4 整合查询分类和定制化排序 236
第7章 方案设计和技术选型:个性化搜索 245
7.1 问题分析 245
7.2 结合用户画像和搜索引擎 245
7.3 案例实践 249
7.3.1 用户画像的读取 250
7.3.2 个性化搜索引擎 253
7.3.3 结果对比 260
第8章 方案设计和技术选型:搜索分片 267
8.1 问题分析 267
8.2 利用搜索的分片机制 269
8.3 案例实践 271
8.3.1 Solr路由的实现 271
8.3.2 Elasticsearch路由的实现 278
第9章 方案设计和技术选型:搜索提示 283
9.1 问题分析 283
9.2 案例实践:基础方案 284
9.2.1 Solr搜索建议和拼写纠错的实现 284
9.2.2 Elasticsearch搜索建议和拼写纠错的实现 286
9.3 改进方案 291
9.4 案例实践:改进方案 294
第10章 方案设计和技术选型:推荐 303
10.1 推荐系统的基本概念 305
10.2 推荐的核心要素 306
10.2.1 系统角色 306
10.2.2 相似度 307
10.2.3 相似度传播框架 307
10.3 推荐系统的分类 307
10.4 混合模型 311
10.5 系统架构 312
10.6 Mahout中的推荐算法 313
10.7 电商常见的推荐系统方案 314
10.7.1 电商常见的推荐系统方案 314
10.7.2 相似度的计算 317
10.7.3 协同过滤 319
10.7.4 结果的查询 320
10.8 案例实践 321
10.8.1 基于内容特征的推荐 321
10.8.2 基于行为特征的推荐 341
第四篇 获取数据,跟踪效果
第11章 方案设计和技术选型:行为跟踪 369
11.1 基本概念 370
11.1.1 网站的核心框架 370
11.1.2 行为数据的类型 371
11.1.3 行为数据的模式 372
11.1.4 设计理念 374
11.2 使用谷歌分析 375
11.3 自行设计之Flume、HDFS和Hive的整合 378
11.3.1 数据的收集——Flume简介 378
11.3.2 数据的存储——Hadoop HDFS回顾 382
11.3.3 批量数据分析——Hive简介 383
11.3.4 Flume、HDFS和Hive的整合方案 386
11.4 自行设计之Flume、Kafka和Storm的整合 386
11.4.1 实时性数据分析之Kafka简介 386
11.4.2 实时性数据分析之Storm简介 388
11.4.3 Flume、Kafka和Storm的整合方案 390
11.5 案例实践 391
11.5.1 数据模式的设计 392
11.5.2 实验环境设置 392
11.5.3 谷歌分析实战 394
11.5.4 自主设计实战之Flume、HDFS和Hive的整合 401
11.5.5 自主设计实战之Flume、Kafka和Storm的整合 410
11.6 更多的思考 424
后记 425
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常接地气,作者似乎很懂得如何用最直白、最贴近实战的语言来阐述那些原本枯燥深奥的技术概念。我尤其欣赏它在解释“为什么”和“怎么做”之间的平衡把握。很多技术书籍只告诉你“是什么”,但这本书却花费了大量篇幅去剖析在真实项目场景中,面对各种性能瓶颈和业务约束时,技术选型背后的权衡和取舍。读起来完全没有那种“纸上谈兵”的空洞感,反而感觉像是在听一位经验丰富的老工程师在分享他踩过的坑和总结的教训。他很少使用过于晦涩的学术术语,如果实在要用,也会立刻给出生活化的比喻来辅助理解,这一点对于刚入行或者想转向架构方向的开发者来说,无疑是极大的帮助,能有效降低学习曲线的陡峭程度。

☆☆☆☆☆

从内容的深度和广度来看,这本书的覆盖面确实令人印象深刻。它没有局限于某个单一的技术栈进行深入挖掘,而是以一个宏观的视角,系统性地构建起一个完整的技术体系框架。我观察到它对基础理论的讲解非常扎实,为后续的深入实践打下了坚实的基础。但更可贵的是,它没有止步于理论的陈述,而是紧密结合了行业内的前沿实践案例进行论述。这种“理论指导实践,实践反哺理论”的叙事结构,使得知识点之间逻辑联系紧密,形成了一个互相支撑的知识网络。读完后,我感觉自己对整个技术领域有了更立体、更全面的认知,不再是零散知识点的堆砌,而是一个结构化的知识体系,这对于提升解决问题的系统性思维至关重要。

☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量着实让人眼前一亮,装帧设计充满了现代感,拿到手里很有分量。初翻的时候,那种纸张的质感就给人一种专业、扎实的印象。我特别喜欢它在图表和代码示例上的处理方式,排版清晰,层次分明,即便是复杂的系统架构图,也能一目了然。这种对细节的重视,让我感觉作者在内容呈现上也是下足了功夫,而不是敷衍了事。在阅读过程中,我发现有些技术书籍在图文混排上处理得比较粗糙,但这本书在这一点上做得非常到位,几乎找不到让人分心的排版错误或者模糊不清的图例。这对于需要反复对照文字和图示来理解复杂概念的读者来说,简直是福音。它不仅仅是一本工具书,更像是一件精心打磨的工艺品,让人愿意花时间去细细品味。这种精心的设计,无疑为提升阅读体验加分不少。

☆☆☆☆☆

这本书中提供的案例研究部分,给我带来了最直接的启发和震撼。它不仅仅是展示了“我们用A技术解决了B问题”的简单罗列,而是深入到决策制定的全过程。作者很坦诚地剖析了在资源、时间限制下的最优解并非总是技术上最完美的解,这种对工程现实的尊重,才是成熟架构师的标志。特别是那些关于数据一致性、高可用性以及跨团队协作方面的讨论,让我对如何将理论转化为可落地的生产系统有了全新的认识。这些“内幕消息”和反思,是标准文档和官方教程中很难获取到的宝贵经验,它们极大地丰富了我对实际工程挑战的预判能力和应对策略,让我感觉自己仿佛被邀请进入了一个资深技术团队的内部会议,收获颇丰。

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这本书的章节组织逻辑安排得极富匠心,体现了作者对知识传递路径的深刻理解。它采取了一种逐步递进的方式,从最基础的模块开始,层层向上构建起复杂的系统结构。这种布局的好处是,即使读者在某些特定领域可能存在知识盲区,也能通过前置章节的学习平滑地过渡到后面的高级内容。我发现作者在关键转折点上,都会设置一个清晰的总结或者承上启下的过渡段落,确保读者不会在复杂的流程中迷失方向。这种精心设计的阅读路径,极大地提高了学习效率,让人能够保持专注,并对知识点的掌握程度有一个清晰的自我评估,使得整个学习过程既有挑战性又不至于产生挫败感,是教科书级别的结构设计范例。

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很不错,我从国图借的,开阔视野,但是不适合新手读书,业务背景要求太高了!准备过几年再读(到时候,推荐会变吧)

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很不错,我从国图借的,开阔视野,但是不适合新手读书,业务背景要求太高了!准备过几年再读(到时候,推荐会变吧)

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作为续作,本书最大的特色是加入了大量的实践和代码,非常实用

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本书介绍了一些主流技术在商业项目中的应用,包括机器学习中的分类、聚类和线性回归,搜索引擎,推荐系统,用户行为跟踪,架构设计的基本理念及常用的消息和缓存机制。在这个过程中,我们有机会实践R、Mahout、Solr、Elasticsearch、Hadoop、HBase、Hive、Flume、Kafka、Storm等系统。

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作为续作,本书最大的特色是加入了大量的实践和代码,非常实用