2017阿里中间件比赛复赛总结

题目

给定一批数据增量日志,大概10G大小,要求单线程顺序读取,然后回放数据,客户端查询某个区间的数据,将在该区间的数据的最终结果返回给客户端。
主要有Insert/Update/Delete三种类型的操作。其中update操作可以改变主键。

线上服务器配置

32G内存,16核

解题思路

由服务器端回放数据,利用多核处理能力尽量让回放的操作并行处理,客户端服务接受数据和落盘。核心算法在于服务器端。

关键步骤:

  • 单线程读文件,通过MappedBuffer使用堆外内存,减少内存拷贝
  • 使用byte[]保存数据,不生成string对象,防止GC过于严重,减低效率
  • 多线程处理数据,将update pk之间的依赖映射到同一个线程中。
屏幕快照 2017-07-24 下午9.30.17.png
  • 其中一个Reader线程顺序的读文件,如上图所示,黑线实线表示reader线程处理的流程,解析出每行数据的Type和主键oldPK,newPK,这样生成的每行数据的index,然后写入每个文件的index中间文件
  • 同时,启动N个线程等待处理所有的index文件,所有的线程都会遍历这x个index文件。
    *如果没有updatePK该多好,所有的操作,根据pk%N 映射成被处理线程。但是事实不是这样的,因为有pk可能被改变,为了保证更新UpdatePk(old,new),newPK的更新依赖于oldPk,需要将newPK更新交由处理oldPK的线程处理。这样需要使用一个Map<pk,x>,表示pk是被x线程处理的,那么新的更新操作,交个x线程。

线程处理根据Type类型数据不同,有以下规则

  • 若Type是Insert,如果线程的id == pk%N,则处理该数据,并将(pk,id)插入map中
  • 若Type是Delete, 则删除该数据,并将该PK从Map中删除
  • 若Type是Update,则分以下两种情况
    1) 不更新pk,则线程id == Map.get(pk)时,更新数据
    2) 更新pk, 找到id == Map.get(pk)时,更新数据,并且更新map<oldpk,id>,修改成map<newpk, id>。
  • 最终,将合并的是数据保存在一个临时文件中,将查询区间的数据发送给客户端。

关键几点

  • 减少内存拷贝,使用mappedBuffer
  • 减少对象生成,使用byte[],不能傻乎乎的序列化成string对象,内存爆炸,导致整个程序效率低
  • 避免加锁,避免对资源加锁,影响多线程执行效率
  • 使用数组代替hashMap,开1000万的数组来表示映射(id,x),id表示下表,array[id]表示映射的值,当超过1000万的时候,通过map来实现,这样提高map的整体效率
    第一版:序列化byte[]成string,同时生成每行的对象,并通过Map<pk,x>,同意映射到x编号的线程处理,程序的整体效率是60s,瓶颈在Map。
    第二版:不序列化string,40s+
    第三版:改进分发线程部分,30s+
    ...
    第N版:如上文所讲的方式,最后终于进了20s,变成18s,第一名2.2s。这个差距还是有点大。最后好不容易排在4
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