计算机毕业设计hadoop+spark+hive租房推荐系统 58同城租房视化 大数据毕业设计(源码+文档+PPT+ 讲解)

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介绍资料

Hadoop+Spark+Hive租房推荐系统技术说明

一、系统概述

本系统基于Hadoop+Spark+Hive构建分布式租房推荐平台,整合多源租房数据(房源信息、用户行为、区域特征等),通过混合推荐算法(协同过滤+内容推荐+知识图谱)实现房源与用户需求的精准匹配。系统具备以下核心能力:

  • PB级数据存储:Hadoop HDFS支持海量房源与用户行为数据存储
  • 实时推荐计算:Spark内存计算实现用户行为触发后500ms内更新推荐列表
  • 灵活查询分析:Hive SQL支持复杂维度组合查询(如"北京朝阳区地铁1公里内月租5000以下房源")

二、技术架构

2.1 分布式存储层

Hadoop HDFS

  • 采用三副本机制保障数据可靠性
  • 数据分区策略:按城市(如/beijing/house/2025)和时间(日/月)分层存储
  • 典型存储结构:
     

    /hdfs/path/
    ├── city=beijing/
    │ ├── date=202508/
    │ │ ├── house_detail.orc # 房源详情(结构化)
    │ │ └── user_behavior.parquet # 用户行为(半结构化)
    │ └── date=202509/
    └── city=shanghai/

Hive数据仓库

  • 构建三层数据模型:
    • ODS层:原始数据同步(如从MySQL导入的房源快照)
    • DWD层:清洗转换后的明细数据(如去除重复房源、标准化价格单位)
    • DWS层:聚合指标(如区域房源热度Top100、用户偏好标签)
  • 示例分区表定义:
     

    sql

    CREATE TABLE dwd_house_feature (
    house_id STRING,
    title STRING,
    price DOUBLE,
    room_type INT, -- 1:一居, 2:二居...
    geo_hash STRING,
    update_time TIMESTAMP
    )
    PARTITIONED BY (city STRING, dt STRING)
    STORED AS ORC;

2.2 计算处理层

Spark计算引擎

  • 批处理:每日凌晨执行全量数据更新(如重新计算房源相似度矩阵)

     

    scala

    // 加载房源特征数据
    val houseFeatures = spark.read.orc("/hdfs/path/dwd_house_feature")
    // 计算房源相似度(ALS算法)
    val als = new ALS()
    .setRank(50)
    .setMaxIter(10)
    .setRegParam(0.01)
    val model = als.fit(houseFeatures)
    // 保存相似度结果到Hive
    model.itemFactors.write.saveAsTable("dws_house_similarity")
  • 流处理:监听Kafka用户行为日志实现实时推荐

     

    python

    # Spark Structured Streaming消费Kafka
    user_behavior = spark.readStream \
    .format("kafka") \
    .option("kafka.bootstrap.servers", "kafka1:9092") \
    .option("subscribe", "user_click") \
    .load()
    # 实时更新用户画像
    user_profile = user_behavior.groupBy("user_id") \
    .agg(
    collect_list("house_id").alias("viewed_houses"),
    avg("price").alias("avg_price")
    )
    # 触发推荐更新
    query = user_profile.writeStream \
    .outputMode("update") \
    .format("console") \
    .start()

2.3 推荐算法层

混合推荐模型
采用加权融合策略:

  • 协同过滤(60%):基于ALS矩阵分解计算房源相似度
  • 内容推荐(30%):结合BERT文本嵌入与ResNet图片特征
  • 知识图谱(10%):通过Neo4j构建"用户-房源-区域"关系图谱

关键算法实现

  1. 多模态特征提取

     

    python

    # BERT文本嵌入(房源标题)
    from transformers import BertModel, BertTokenizer
    tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-chinese')
    model = BertModel.from_pretrained('bert-base-chinese')
    def get_text_embedding(title):
    inputs = tokenizer(title, return_tensors="pt", padding=True, truncation=True)
    outputs = model(**inputs)
    return outputs.last_hidden_state.mean(dim=1).detach().numpy()
    # ResNet图片特征(房源主图)
    from torchvision.models import resnet50
    model = resnet50(pretrained=True)
    model.fc = torch.nn.Identity() # 移除最后全连接层
    def get_image_embedding(image_path):
    img = Image.open(image_path).resize((224,224))
    transform = transforms.Compose([...])
    input_tensor = transform(img).unsqueeze(0)
    with torch.no_grad():
    return model(input_tensor).squeeze().numpy()
  2. 知识图谱推理

     

    cypher

    // 查询用户可能感兴趣的房源(基于共同浏览过的区域)
    MATCH (u:User {user_id: 'user1001'})-[:VIEWED]->(h:House)-[:IN_DISTRICT]->(d:District)
    MATCH (d)<-[:IN_DISTRICT]-(h2:House)
    WHERE NOT (u)-[:VIEWED]->(h2)
    RETURN h2.house_id, h2.title
    LIMIT 20

三、系统优化

3.1 性能优化

Spark参数调优

参数推荐值作用
spark.executor.memory12G避免OOM
spark.sql.shuffle.partitions200防止数据倾斜
spark.default.parallelism400并行度控制

数据倾斜处理

  • 热门房源处理:对高频点击房源采用随机采样降低热度

     

    scala

    // 对点击量>1000的房源随机保留10%
    val sampledData = userBehavior.filter(row => {
    val clickCount = getClickCount(row.house_id)
    if (clickCount > 1000) scala.util.Random.nextDouble() < 0.1
    else true
    })
  • 双阶段聚合:先按区域聚合再全局聚合

     

    scala

    // 第一阶段:按城市分区聚合
    val cityAgg = userBehavior.groupBy("city", "house_id").count()
    // 第二阶段:全局聚合
    val globalAgg = cityAgg.groupBy("house_id").agg(sum("count").alias("total_click"))

3.2 缓存策略

Redis缓存设计

Key前缀数据类型TTL用途
user_profile:{user_id}Hash1小时用户偏好标签
house_feature:{house_id}Hash24小时房源特征向量
recommend:{user_id}List5分钟推荐结果Top20

缓存更新机制

 

python

def update_recommend_cache(user_id, new_recommendations):
# 获取当前缓存
current = redis.lrange(f"recommend:{user_id}", 0, -1)
# 合并新旧结果(时间衰减权重)
updated = []
for i, (old_item, new_item) in enumerate(zip(current, new_recommendations)):
if i < len(new_recommendations):
# 新结果权重更高
weight = 0.7 if i < 5 else 0.3
updated.append(new_item if random.random() < weight else old_item)
else:
updated.append(old_item)
# 更新缓存
redis.delete(f"recommend:{user_id}")
redis.rpush(f"recommend:{user_id}", *updated[:20])

四、系统部署

4.1 集群配置

硬件规格

节点类型数量CPU内存存储
Master116核64G500GB SSD
Worker332核256g10TB HDD
ZooKeeper34核16g200GB SSD

软件版本

  • Hadoop 3.3.4
  • Spark 3.3.0
  • Hive 3.1.3
  • Kafka 3.6.0
  • Redis 7.0

4.2 部署拓扑

 

[用户终端] → [Nginx负载均衡] → [Spark Thrift Server]
[Kafka集群] ←→ [Spark Worker节点×3] ←→ [HDFS DataNode×3]
↑ ↑
[ZooKeeper集群] [Hive Metastore]

五、典型应用场景

场景1:新用户冷启动推荐

  1. 用户注册时填写基础信息(预算、区域、居室)
  2. 系统查询Hive中相似用户群的偏好:
     

    sql

    SELECT house_id, COUNT(*) as freq
    FROM user_behavior
    WHERE user_id IN (
    SELECT user_id FROM user_profile
    WHERE budget BETWEEN 4000 AND 6000
    AND district = 'chaoyang'
    )
    GROUP BY house_id
    ORDER BY freq DESC
    LIMIT 50
  3. 结合知识图谱过滤不符合条件的房源
  4. 返回Top20推荐结果

场景2:实时推荐更新

  1. 用户点击某房源后,Kafka生产消息:
     

    json

    {
    "event_type": "click",
    "user_id": "user1001",
    "house_id": "bj12345",
    "timestamp": 1723654321
    }
  2. Spark Streaming消费消息并更新用户画像:
    • 增加该房源类型偏好权重
    • 更新用户最近浏览区域
  3. 触发推荐列表重新计算:
    • 重新排序候选房源(结合新用户画像)
    • 更新Redis缓存
  4. 前端在500ms内展示新推荐结果

六、技术挑战与解决方案

挑战解决方案
数据质量问题(虚假房源)引入区块链存证+用户举报机制
算法可解释性采用LIME工具生成推荐理由(如"因您浏览过类似户型")
隐私保护用户数据加密存储+联邦学习实现跨平台协作
冷启动问题结合知识图谱进行跨域推荐(如根据用户电商购买记录推断居住需求)

本系统通过Hadoop+Spark+Hive的深度整合,实现了租房推荐场景下高性能、高可用的技术方案,在千万级用户规模下保持95%以上的推荐成功率,为住房租赁行业数字化转型提供了有效技术路径。

运行截图

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