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国庆中秋特辑(一)浪漫祝福方式 用循环神经网络(RNN)或长短时记忆网络(LSTM)生成祝福诗词
 
目录
- 一、ELK介绍
- 二、ELK安装部署
- 三、ELK跟不同技术结合,实现“千人千面”
- 四、ELK + 协同过滤,用Java实现“千人千面”
- 五、ELK + 协同过滤,用Python实现“千人千面”

一、ELK介绍
ELK,全称 Elasticsearch、Logstash、Kibana,是一种流行的开源日志管理和分析平台。ELK Stack 的三个主要组件分别为 Elasticsearch(分布式搜索和分析引擎)、Logstash(数据收集和处理工具)以及 Kibana(数据可视化工具)。
 
1、发展历史
 ELK 的历史可以追溯到 2012 年,当时 Elasticsearch 项目创始人 Shay Banon 发布了 Elasticsearch 的首个版本。随着项目的发展,Logstash 和 Kibana 相继诞生,并与 Elasticsearch 共同构成了 ELK Stack。
 2、组件详细介绍
- Elasticsearch
 Elasticsearch 是一个高度可扩展的开源全文搜索和分析引擎,它基于 Apache Lucene 项目开发。Elasticsearch 提供了分布式、多台机器上的搜索和分析功能,能够快速存储、检索和分析大量数据。在 ELK Stack 中,Elasticsearch 负责存储和查询日志数据。
- Logstash
 Logstash 是一个数据收集和处理的强大工具,它可以从各种数据源(如日志文件、数据库和消息队列)收集数据,并对数据进行过滤、分析和格式化。Logstash 基于事件驱动架构,能够高并发地处理大量数据。在 ELK Stack 中,Logstash 负责从各种数据源收集日志数据,并将其发送到 Elasticsearch 进行存储和分析。
- Kibana
 Kibana 是一个用户友好的日志分析和可视化工具,它可以帮助用户通过图表、表格和仪表盘等直观的方式查看和分析日志数据。Kibana 基于 Web 界面,支持多种数据分析功能,如聚合、过滤和可视化。在 ELK Stack 中,Kibana 负责展示和分析 Elasticsearch 存储的日志数据。
 3、案例
- 日志收集和分析
 某公司有多个服务器,需要对各服务器的日志进行统一收集和分析。使用 ELK Stack,可以在各个服务器上安装 Filebeat,将日志收集到 Logstash,然后通过 Logstash 发送到 Elasticsearch 进行存储和分析。最后,通过 Kibana 进行可视化展示。
- 实时数据监控
 某公司在生产环境中需要实时监控各项关键指标,以确保系统的稳定运行。使用 ELK Stack,可以实时收集和分析各项指标数据,并通过 Kibana 进行可视化展示,以便实时了解系统运行状况。
- 安全事件分析
 某公司需要对安全事件进行实时监控和分析,以便及时发现并应对潜在的安全威胁。使用 ELK Stack,可以收集和分析安全事件数据,并通过 Kibana 进行可视化展示,以便快速识别异常并采取措施。
 4、总结
 ELK Stack 是一种强大的日志管理和分析工具,它可以帮助用户高效地收集、存储、分析和可视化大量日志数据。ELK Stack 的三个主要组件分别为 Elasticsearch(分布式搜索和分析引擎)、Logstash(数据收集和处理工具)以及 Kibana(数据可视化工具)。ELK Stack 在多个领域都有广泛的应用,如日志收集和分析、实时数据监控以及安全事件分析等。通过使用 ELK Stack,用户可以更加方便地管理和分析日志数据,从而提高运维效率。
二、ELK安装部署
ELK 是指 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana 三个开源工具的组合,通常用于大规模日志数据处理和可视化。以下是 ELK 的安装和部署步骤:
- 准备环境
 确保你的服务器满足以下要求:
- 操作系统:Ubuntu 18.04 LTS
- 内存:至少 4GB
- 硬盘:至少 20GB
- 安装 Java
 在 Ubuntu 服务器上安装 Java,运行以下命令:
sudo apt-get update  
sudo apt-get install openjdk-11-jdk  
检查 Java 版本:
java -version  
- 下载并安装 Elasticsearch
 访问 Elasticsearch 官方网站下载合适版本的 Elasticsearch:https://www.elastic.co/downloads/elasticsearch
 下载完成后,将 Elasticsearch 压缩包上传到服务器,然后解压:
sudo mkdir -p /usr/share/elasticsearch  
sudo tar -xzf elasticsearch-7.10.2.tar.gz -C /usr/share/elasticsearch --strip-components=1  
设置 Elasticsearch 的环境变量:
export ES_HOME=/usr/share/elasticsearch  
export PATH=$PATH:$ES_HOME/bin  
创建 Elasticsearch 配置文件:
sudo tee /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml << EOL  
cluster.name: my-cluster  
node.name: my-node  
network.host: 0.0.0.0  
http.port: 9200  
discovery.seed_hosts: ["host1", "host2"]  
cluster.initial_master_nodes: ["node-1", "node-2"]  
EOL  
启动 Elasticsearch:
sudo systemctl start elasticsearch  
检查 Elasticsearch 是否运行正常:
curl -X GET "localhost:9200/"  
- 下载并安装 Logstash
 访问 Logstash 官方网站下载合适版本的 Logstash:https://www.elastic.co/downloads/logstash
  
下载完成后,将 Logstash 压缩包上传到服务器,然后解压:
sudo mkdir -p /usr/share/logstash  
sudo tar -xzf logstash-7.10.2.tar.gz -C /usr/share/logstash --strip-components=1  
创建 Logstash 配置文件:
sudo tee /etc/logstash/logstash.conf << EOL  
input {  
 beats {  
   port => 5044  
 }  
}
filter {  
 if "apache" in [$log][app] {  
   grok {  
     match => { "message" => "%{GREEDYDATA:apache_message}" }  
   }  
 } else if "nginx" in [$log][app] {  
   grok {  
     match => { "message" => "%{GREEDYDATA:nginx_message}" }  
   }  
 }  
}
output {  
 if "apache" in [$log][app] {  
   elasticsearch {  
     hosts => ["http://localhost:9200"]  
     index => "my-index-%{+YYYY.MM.dd}"  
   }  
 } else if "nginx" in [$log][app] {  
   elasticsearch {  
     hosts => ["http://localhost:9200"]  
     index => "my-index-%{+YYYY.MM.dd}"  
   }  
 }  
}
EOL  
启动 Logstash:
sudo systemctl start logstash  
- 下载并安装 Kibana
 访问 Kibana 官方网站下载合适版本的 Kibana:https://www.elastic.co/downloads/kibana
  
下载完成后,将 Kibana 压缩包上传到服务器,然后解压:
sudo mkdir -p /usr/share/kibana  
sudo tar -xzf kibana-7.10.2.tar.gz -C /usr/share/kibana --strip-components=1  
创建 Kibana 配置文件:
sudo tee /etc/kibana/kibana.yml << EOL  
server.port: 5601  
server.host: "0.0.0.0"  
elasticsearch.hosts: ["http://localhost:9200"]  
EOL  
启动 Kibana:
sudo systemctl start kibana  

检查 Kibana 是否运行正常,访问 http://your_server_ip:5601,如果看到 Kibana 的欢迎页面,则说明安装成功。
- 配置 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana 的集成
 在 Elasticsearch 的配置文件中,添加以下内容:
http.port: 9200  
discovery.seed_hosts: ["host1", "host2"]  
cluster.initial_master_nodes: ["node-1", "node-2"]  
在 Logstash 的配置文件中,添加以下内容:
output {  
 elasticsearch {  
   hosts => ["http://localhost:9200"]  
   index => "my-index-%{+YYYY.MM.dd}"  
 }  
}
在 Kibana 的配置文件中,添加以下内容:
server.port: 5601  
server.host: "0.0.0.0"  
elasticsearch.hosts: ["http://localhost:9200"]  
- 启动 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana
 在命令行中,分别启动 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana:
sudo systemctl start elasticsearch  
sudo systemctl start logstash  
sudo systemctl start kibana  
现在,你已经成功安装并部署了 ELK。
三、ELK跟不同技术结合,实现“千人千面”
ELK 技术可以与多种技术结合,实现千人千面的需求。以下是一些建议,并结合具体案例和代码进行说明:
- ELK + 用户画像:
 用户画像是对用户的基本信息、兴趣爱好、消费习惯等进行建模。可以通过收集用户的行为数据,结合机器学习和大数据技术,分析用户的兴趣和需求。将分析结果存储在用户画像系统中,为用户提供个性化推荐。
 案列:
- 收集用户行为数据,如搜索记录、浏览记录、购买记录等。
- 使用机器学习算法(如决策树、SVM、聚类等)分析用户行为数据,构建用户画像。
- 将用户画像与 ELK 结合,实现基于用户画像的个性化推荐。
- ELK + 协同过滤:
 协同过滤是一种基于用户历史行为数据的推荐算法,可以挖掘用户之间的相似性以及物品之间的相似性。通过协同过滤算法,可以为用户提供个性化推荐。
 案列:
- 收集用户的历史行为数据,如评分、购买记录等。
- 使用协同过滤算法(如基于用户的协同过滤、基于物品的协同过滤等)挖掘用户和物品之间的相似性。
- 将协同过滤的结果与 ELK 结合,实现基于协同过滤的个性化推荐。
- ELK + 深度学习:
 深度学习可以在大规模数据上学习用户的兴趣和需求,为用户提供个性化推荐。可以通过神经网络、卷积神经网络、循环神经网络等算法进行深度学习。
 案列:
- 收集用户行为数据,如点击记录、浏览记录等,并将其转化为适合深度学习模型输入的数据格式。
- 使用深度学习模型(如神经网络、卷积神经网络、循环神经网络等)训练模型。
- 将深度学习模型的输出与 ELK 结合,实现基于深度学习的个性化推荐。
 以上仅为示例,实际应用中可以根据业务需求和场景进行调整。在实际项目中,ELK 通常作为整个推荐系统的基础设施,与其他技术(如用户画像、协同过滤、深度学习等)相结合,实现千人千面的个性化推荐。
四、ELK + 协同过滤,用Java实现“千人千面”
ELK(Elasticsearch、Logstash、Kibana)是一个大数据处理和可视化平台,而用户画像则是根据用户的行为、兴趣、喜好等信息构建的用户模型。实现千人千面,即为目标用户提供个性化的内容和服务。
 要实现 ELK + 用户画像的千人千面,你需要完成以下步骤:
- 收集用户数据:收集用户的行为数据、兴趣数据、喜好数据等。这些数据可以从用户的浏览记录、购买记录、搜索记录等渠道获取。
- 构建用户画像:根据收集到的用户数据,使用机器学习算法(例如决策树、支持向量机等)构建用户画像。用户画像包括用户的年龄、性别、职业、地域、消费水平等信息。
- 存储用户画像:将构建好的用户画像存储在 Elasticsearch 中,以便后续的查询和推荐。
- 实现推荐算法:使用 Logstash 处理用户行为数据,然后结合用户画像,实现个性化推荐。推荐算法可以使用基于内容的推荐、协同过滤、矩阵分解等。
- 输出推荐结果:将推荐结果可视化在 Kibana 中,提供给用户。
 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana(简称 ELK)是一个流行的开源大数据处理平台,可以用于收集、存储和分析大量日志数据。协同过滤算法是一种用于推荐系统的常见算法,可以用于根据用户的行为数据预测他们可能感兴趣的内容。
 要实现一个包含 Java 协同过滤算法的 ELK 项目,你可以按照以下步骤进行:
- 首先,确保你已经正确安装并配置了 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana。如果还没有安装,可以参考官方文档进行安装和配置:
- Elasticsearch: https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/install-elasticsearch.html
- Logstash: https://logstash.org/docs/logstash/2.6/get-started/installation/
- Kibana: https://www.elastic.co/guide/en/kibana/current/install-kibana.html
- 准备数据源。为了训练协同过滤算法,你需要大量的用户行为数据,例如用户评分、观看电影等。这里假设你已经有一个包含用户行为数据的 MySQL 数据库。
- 创建一个 Java 项目,并添加以下依赖:
<dependencies>  
   <dependency>  
       <groupId>org.elasticsearch</groupId>  
       <artifactId>elasticsearch</artifactId>  
       <version>7.15.1</version>  
   </dependency>  
   <dependency>  
       <groupId>org.elasticsearch.client</groupId>  
       <artifactId>elasticsearch-rest-high-level-client</artifactId>  
       <version>7.15.1</version>  
   </dependency>  
   <dependency>  
       <groupId>mysql</groupId>  
       <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>  
       <version>8.0.26</version>  
   </dependency>  
</dependencies>  
- 创建一个 Java 类,用于与 Elasticsearch 进行交互。以下是一个简单的示例:
import org.elasticsearch.action.search.SearchRequest;  
import org.elasticsearch.action.search.SearchResponse;  
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;  
import org.elasticsearch.index.query.QueryBuilders;  
import org.elasticsearch.search.aggregations.AggregationBuilders;  
import org.elasticsearch.search.aggregations.bucket.terms.TermsAggregationBuilder;  
import org.elasticsearch.search.aggregations.metrics.AvgAggregationBuilder;
import java.io.IOException;  
import java.util.List;
public class ElasticsearchClient {
   private RestHighLevelClient client;
   public ElasticsearchClient(String host, int port) {  
       client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(host, port));  
   }
   public void close() {  
       client.close();  
   }
   public SearchResponse search(String index, String query, List<String> aggregations) throws IOException {  
       SearchRequest searchRequest = new SearchRequest(index);  
       searchRequest.source(query);
       TermsAggregationBuilder termsAggregation = AggregationBuilders.terms("bucket");  
       termsAggregation.field("rating");
       AvgAggregationBuilder avgAggregation = AggregationBuilders.avg("averageRating");  
       avgAggregation.field("rating");
       searchRequest.aggregations(termsAggregation, avgAggregation);
       return client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);  
   }  
}
- 创建一个 Java 类,实现协同过滤算法。这里我们使用皮尔逊相关系数作为度量标准:
import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
import java.util.Random;
public class CollaborativeFiltering {
   public static void main(String[] args) {  
       // 创建模拟数据  
       List<double[]> ratings = new ArrayList<>();  
       ratings.add(new double[]{1, 1, 1, 1});  
       ratings.add(new double[]{1, 2, 3, 4});  
       ratings.add(new double[]{2, 3, 4, 5});
       // 训练集和测试集划分  
       int[] trainIndexes = new int[ratings.size() - 2];  
       int[] testIndexes = new int[2];  
       for (int i = 0; i < ratings.size(); i++) {  
           if (i % 2 == 0) {  
               trainIndexes[trainIndexes.length - 1] = i;  
           } else {  
               testIndexes[testIndexes.length - 1] = i;  
           }  
       }
       // 计算皮尔逊相关系数  
       double pearsonCorrelation = calculatePearsonCorrelation(ratings, trainIndexes, testIndexes);  
       System.out.println("Pearson Correlation: " + pearsonCorrelation);  
   }
   /**  
    * 计算皮尔逊相关系数  
    *  
    * @param ratings 所有评分数据  
    * @param trainIndexes 训练集索引  
    * @param testIndexes 测试集索引  
    * @return 皮尔逊相关系数  
    */  
   public static double calculatePearsonCorrelation(List<double[]> ratings, int[] trainIndexes, int[] testIndexes) {  
       int userCount = ratings.size() / 2;  
       double[] userMeans = new double[userCount];
       // 计算每个用户的平均评分  
       for (int i = 0; i < trainIndexes.length; i++) {  
           userMeans[i] = calculateMean(ratings.get(trainIndexes[i]));  
       }
       // 计算预测值  
       double[] predictedRatings = new double[testIndexes.length];  
       for (int i = 0; i < testIndexes.length; i++) {  
           double prediction = predict(ratings.get(testIndexes[i]), userMeans);  
           predictedRatings[i] = prediction;  
       }
       // 计算皮尔逊相关系数  
       double pearsonCorrelation = 0;  
       for (int i = 0; i < testIndexes.length; i++) {  
           double realRating = ratings.get(testIndexes[i])[0];  
           double predictedRating = predictedRatings[i];  
           pearsonCorrelation += (realRating - predictedRating) * (realRating - predictedRating);  
       }  
       pearsonCorrelation /= testIndexes.length;
       return pearsonCorrelation;  
   }
   /**  
    * 计算预测值  
    *  
    * @param item 物品  
    * @param userMeans 用户平均评分  
    * @return 预测值  
    */  
   public static double predict(double[] item, double[] userMeans) {  
       double prediction = 0;  
       for (int i = 0; i < item.length; i++) {  
           prediction += userMeans[i] * item[i];  
       }  
       return prediction / item.length;  
   }
   /**  
    * 计算均值  
    *  
    * @param ratings 评分数据  
    * @return 均值  
    */  
   public static double calculateMean(double[] ratings) {  
       double mean = 0;  
       for (double rating : ratings) {  
           mean += rating;  
       }  
       return mean / ratings.length;  
   }  
}
这个 Java 类实现了协同过滤算法,使用皮尔逊相关系数作为度量标准。在 main 方法中,我们创建了一个模拟数据集,并将其划分为训练集和测试集。然后计算皮尔逊相关系数,并输出结果。
五、ELK + 协同过滤,用Python实现“千人千面”
Elasticsearch、Logstash 和 Kibana(简称 ELK)是一个流行的开源大数据处理平台,可以用于收集、存储和分析大量日志数据。协同过滤算法是一种用于推荐系统的算法,可以结合 Python 实现。下面将分别介绍如何使用 ELK 和 Python 实现协同过滤算法。
 首先,确保已安装 Elasticsearch、Logstash 和 Kibana。然后,安装 Python 及其相关库,如 elasticsearch 和 pandas。
- 安装 Elasticsearch
pip install elasticsearch  
- 安装 Logstash
pip install logstash  
- 安装 Kibana
pip install kibana  
- 安装相关库
pip install pandas numpy  
接下来,实现协同过滤算法。这里我们使用一个简单的 Python 代码示例,你可以根据自己的需求进行修改:
import numpy as np  
import pandas as pd  
from sklearn.metrics.pairwise import euclidean  
from elasticsearch import Elasticsearch
# 假设你有以下数据,存储在一个 DataFrame 中  
data = {  
   'user_id': [1, 1, 1, 2, 2, 2],  
   'item_id': [1, 2, 3, 1, 2, 3],  
   'rating': [4, 5, 3, 4, 5, 3]  
}
df = pd.DataFrame(data)
# 将数据存储到 Elasticsearch 中  
es = Elasticsearch()  
df.to_json(df.reset_index().to_dict(), orient='records', index=False)  
es.index(index='ratings', doc_type='doc', body=df.reset_index().to_dict())
# 计算余弦相似度  
def cosine_similarity(user_id1, user_id2):  
   # 获取用户评分的向量  
   user1 = es.mget(index='ratings', ids=[user_id1], doc_type='doc')  
   user2 = es.mget(index='ratings', ids=[user_id2], doc_type='doc')  
     
   # 计算两个用户评分向量的点积  
   dot_product = sum([user1[0]['_source'][field] * user2[0]['_source'][field] for field in user1[0]['_source'].keys()])  
     
   # 计算两个向量的模长  
   user1_norm = sum([value ** 2 for value in user1[0]['_source'].values()]) ** 0.5  
   user2_norm = sum([value ** 2 for value in user2[0]['_source'].values()]) ** 0.5  
     
   # 计算余弦相似度  
   return dot_product / (user1_norm * user2_norm)
# 计算两个用户的相似度  
similarity = cosine_similarity(1, 2)  
print(similarity)  
上面的代码只是一个简单的示例,你可以根据自己的需求修改数据和算法。这里我们使用的是基于余弦相似度的协同过滤算法。
 最后,通过 Kibana 分析和可视化结果。在 Kibana 中,选择 “Management” -> “Kibana” -> “Index Patterns”,创建一个名为 “ratings” 的索引模式。然后,在 “Visualize” 选项卡中选择 “Time Series” 图表类型,选择 “Aggregation” 功能,并使用 “metric” 字段进行聚合。在 “Style” 选项卡中,可以选择图表样式和颜色。



















