摘要：当电商平台对AI算法模型的需求越来越多，特征数据平台的统一建设是不少开发团队头疼的事情。因为只有通过统一的特征数据存储，才能改变原有的“数据孤岛”，解决生产重复造轮子的窘境。
本文分享自华为云社区《华为云企业级Redis：助力VMALL打造先进特征平台》，作者： GaussDB 数据库 。
1 客户介绍
华为商城（VMALL）是华为公司旗下自营及精选好物的官方电商平台，本着“智慧生活、精选好物”的理念，为消费者提供最齐全的华为品牌产品及鸿蒙生态产品，覆盖了办公、出行、居家、运动、娱乐等生活需求，致力于将全场景智慧生活带给更多的消费者。
云数据库GaussDB(for Redis)作为华为云旗下企业级Redis，致力于为客户提供稳定可靠、超高并发，且能够极速弹性扩容的KV存储服务。GaussDB(for Redis)在VMALL特征工程平台建设中，起到了关键作用。
2 业务痛点
VMALL使用了大量的AI和大数据技术，用来支撑智能推荐、精准营销、智能搜索、选品投放等业务的高效开展。
随着业务的快速发展，系统对AI算法模型的需求日益增多。当前的AI开发流程中，“模型训练”和“模型部署”阶段都已经有成熟的平台支撑，唯独“特征数据准备”阶段缺乏通用平台，导致了“线上推理和线下训练的特征数据不一致”、“各算法模型独立开发，特征生产重复造轮子”、“特征工程投入时间多（占据算法开发耗时的60%-70%）”3个关键问题，严重影响了研发效率，阻碍业务发展。
为解决此问题，VMALL大数据团队开始着手建设统一的特征平台。
特征平台的核心部件是特征存储数据库，只有通过统一的特征数据存储，才能改变原有的“数据孤岛”窘境，彻底解决“不一致”、“难共享”、“效率低”3大问题。
但也正是由于特征数据库需要承担打通线上/线下多个场景，对接批式/流式多种数据源，满足训练/推理多样消费需求，对特征数据库的选型提出了非常高的要求：需要找到一款数据存储服务，既能提供低成本的海量数据存储并方便扩容，又能保证数据的绝对可靠和服务的高可用；既要满足低时延的线上推理，又要满足高吞吐的线下训练；既能提供简洁的KV接口供下游轻松消费，又要兼容主流的批式/流式处理引擎（Spark/Flink等）供上游快速接入。
经过深入调研，VMALL大数据团队最终选择了GaussDB(for Redis)作为特征数据库，下面就让我们详细看看GaussDB(for Redis)是如何满足上述苛刻要求的。
3 解决方案
特征平台使用GaussDB(for Redis)的主要流程
1）特征生产（抽取、处理、存储）
- 离线特征（静态特征）：
定时调度Spark作业，从各种数据仓库、数据湖中提取数据，进行特征工程处理后，存入GaussDB(for Redis) 。
- 实时特征（动态特征）：
Flink消费Kafka，或流式存储中的数据，持续更新到GaussDB(for Redis)中。
2）特征消费
- 线上推理：
模型已经部署到生产，开始承接业务，需要低时延，高并发的消费数据，从GaussDB(for Redis)
中读取数据。
- 线下训练：
GaussDB(for Redis)存有最新的特征数据，OBS中存有全量的特征数据。
1）对于使用静态特征的较为简单的模型，可以直接从OBS中获取特征使用。
2）对于使用实时特征的场景（如实时推荐系统），由Flink从Kafka中实时取得用户请求记录，并从GaussDB(for Redis) 查询取得特征，将记录和特征拼接成训练样本，存储到文件中，供线下训练使用。
特征平台对GaussDB(for Redis)的核心诉求
结合上述业务场景，总结特征平台对GaussDB(for Redis)的核心诉求如下：
GaussDB(for Redis)满足特征平台诉求的关键方案
1）业务接口
GaussDB(for Redis)兼容社区Redis5.0接口，支持和Spark/Flink Connector的对接，很好的满足了业务的使用需求
2）稳定性
GaussDB(for Redis)采用自研内核，解决了社区Redis的fork，oom等老大难问题，具备了企业级应用的稳定性
3）可靠性
数据零丢失：逐条命令实时落盘，底层三副本冗余存储，无数据丢失风险
数据强一致：基于GaussDB公共的共享存储部件DFV，实现三副本强一致，多点访问无脏读风险
4）成本
GaussDB(for Redis)实现数据的自动冷热分离，采用内存+SSD的混合存储方案，大幅降低了客户的使用成本。按照VMALL的特征体量测算，亿级用户，每个用户的特征数量是数K-数10K，GaussDB(for Redis)一年的费用仅3W出头，如果选用社区Redis，费用在20W+
5）性能
GaussDB(for Redis)采用多线程架构，并且所有节点可以同时支持写入，因此可以较好满足批量灌库的高吞吐写需求。读方面，基于冷热分离方案，热数据常驻内存提供稳定低时延；冷数据读涉及IO交换，存在一定长尾，但可满足VMALL业务要求（目前VMALL线上GaussDB(for Redis)实例读时延平均0.16ms，P99 0.4ms，P9999 1.5ms）
6）可扩展性
基于计算存储分离架构，底层数据可被任一节点访问，扩容过程不发生数据拷贝搬迁，因此速度极快；计算节点扩容分钟级完成，存储扩容秒级完成，RTO < 10秒
综上，与社区Redis相比，GaussDB(for Redis)提供了更稳定的使用体验，更可靠的数据存储，更低廉的使用成本和更便捷的扩展能力，是更适合像VMALL特征平台这样大规模电商大数据应用的企业级Redis服务。因此，VMALL特征平台最终选择GaussDB(for Redis)作为特征数据的存储服务。
4 上线后效果
目前VMALL已完成一期的特征数据迁移，包括“特征生产”业务中的“Spark离线特征生产”，以及“特征消费”业务中的“线下训练Flink特征查询”，已迁移到GaussDB(for Redis)。
当前GaussDB(for Redis)运行平稳，业务高峰时段时延稳定，能够满足VMALL当前业务要求。其中，读平均时延0.2ms（p99<0.4ms），写入平均时延0.6ms（P99<2ms）。
VMALL当前已启动二期的特征数据迁移，计划完成包括“Flink在线特征生成”，“线上推理”等核心业务的接入。
5 总结
本文介绍了华为商城（VMALL）在建设特征平台过程中，对特征数据存储服务的选型和应用。由此可见，华为云GaussDB(for Redis)服务在成本，可靠性，可扩展性等方面具有优势，可作为特征数据存储的理想方案，提供企业级的稳定可靠的Redis服务能力。
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