在處理億級數據的“定時任務”的時候,該如何縮短執行時間?

問題抽象

(1)用戶會員系統;

(2)用戶會有分數流水,每個月要做一次分數統計,對不同分數等級的會員做不同業務處理;

 

數據假設

(1)假設用戶在100w級別;

(2)假設用戶日均1條流水,也就是說日增流水數據量在100W級別,月新增流水在3kW級別,3個月流水數據量在億級別;

 

常見解決方案

用一個定時任務,每個月的第一天計算一次。

//(1)查詢出所有用戶

uids[] = select uid from t_user;

//(2)遍歷每個用戶

foreach $uid in uids[]{

         //(3)查詢用戶3個月內分數流水

         scores[]= select score from t_flow

                   where uid=$uid and time=[3個月內];

         //(4)遍歷分數流水

         foreach $score in scores[]{

                   //(5)計算總分數

                   sum+= $score;

         }

         //(6)根據分數做業務處理

         switch(sum)

         升級降級,發優惠券,發獎勵;

}

一個月執行一次的定時任務,會存在什麼問題?

計算量很大,處理的數據量很大,耗時很久,按照水友的說法,需要1-2天。

 

可不可以多線程並行處理?

可以,每個用戶的流水處理不耦合。

 

改爲多線程並行處理,例如按照用戶拆分,會存在什麼問題?

每個線程都要訪問數據庫做業務處理,數據庫有可能扛不住。

 

這類問題的優化方向是:

(1)同一份數據,減少重複計算次數;

(2)分攤CPU計算時間,儘量分散處理,而不是集中處理;

(3)減少單次計算數據量;

 

如何減少同一份數據,重複計算次數?

 

假設每一個方格是1個月的分數流水數據(約3kW)。

 

3月底計算時,要查詢並計算1月,2月,3月三個月的9kW數據;

4月底計算時,要查詢並計算2月,3月,4月三個月的9kW數據;

會發現,2月和3月的數據(粉色部分),被重複查詢和計算了多次。

 

新增月積分流水彙總表,每次只計算當月增量

flow_month_sum(month, uid, flow_sum)

(1)每到月底,只計算當月分數,數據量減少到1/3,耗時也減少到1/3;

(2)同時,把前2個月流水加和,就能得到最近3個月總分數(這個動作幾乎不花時間);

 

這樣一來,每條分數流水只會被計算一次。

 

如何分攤CPU計算時間,減少單次計算數據量呢?

業務需求是一個月重新計算一次分數,但一個月集中計算,數據量太大,耗時太久,可以將計算分攤到每天。

 

月積分流水彙總表,升級爲,日積分流水彙總表。

把每月1次集中計算,分攤爲30次分散計算,每次計算數據量減少到1/30,就只需要花幾十分鐘處理了。

甚至,每一個小時計算一次,每次計算數據量又能減少到1/24,每次就只需要花幾分鐘處理了。

 

雖然時間縮短了,但畢竟是定時任務,能不能實時計算分數流水呢?

每天只新增100w分數流水,完全可以實時累加計算“日積分流水彙總”。

 

使用DTS(或者canal)增加一個分數流水錶的監聽,當用戶的分數變化時,實時進行日分數流水累加,將1小時一次的定時任務計算,均勻分攤到“每時每刻”,每天新增100w流水,數據庫寫壓力每秒鐘10多次,完全扛得住。

總結,對於這類一次性集中處理大量數據的定時任務,優化思路是:

(1)同一份數據,減少重複計算次數;

(2)分攤CPU計算時間,儘量分散處理(甚至可以實時),而不是集中處理;

(3)減少單次計算數據量;

 

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