JFreeChart与AJAX+JSON+ECharts两种处理方式生成热词统计可视化图表
网络游戏 2017-08-19
本篇的思想：对HDFS获取的数据进行两种不同的可视化图表处理方式。第一种JFreeChar可视化处理生成图片文件查看。第二种AJAX+JSON+ECharts实现可视化图表，并呈现于浏览器上。
对此，给出代码示例，通过网络爬虫技术，将上传到HDFS的新浪网新闻信息实现热词统计功能，通过图表的柱状图来显示出来。
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目录：
1、JFreeChart可视化处理（生成本地图片）
【1】HDFS文件读取
【2】JDFreeChart库应用
2、AJAX+JSON+EChart生成可视化图表（网页呈现图表）
【1】EChart基本方法
【2】JSON数据格式
【3】AJAX技术
【4】热词统计示例
3、总结
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1、JFreeChart可视化处理
【1】HDFS文件读取
保存时，我们数据使用了两种方式保存：
1） 纯文本方式：适合整体读取数据，并按行将内容读取出来处理。
2） MapFileFormat的方式：适合按key来查找value
这里可以使用FSDataInputStream来直接读入文本方式的数据。
代码呈现：
public class TestReadData {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Configuration conf = new Configuration();
FileSystem fs = null;
Path path = new Path("hdfs://localhost:9000/output/part-00000");
fs = path.getFileSystem(conf);
FSDataInputStream is = fs.open(path);
// 使用一个缓冲流或者内存流来整体读入数据
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String line = null;
while ((line = br.readLine()) != null) {
String[] strs = line.split("\t");
System.out.println(strs[0] + " --> " + strs[1]);
}
}
} 下面我们想从这些词里提取出出现频率最高的10个词。
这里就需要使用插入排序的方法来完成。
因此我们这里编写一个工具类，来帮助我们完成排序功能。
同时，为了方便进行对象的保存和传递，建议编写一个vo类来保存关键字和出现次数。
代码呈现：
public class MyKeyValue {
private String key;
private Integer value;
public MyKeyValue() {
}
public MyKeyValue(String key, Integer value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
public String getKey() {
return key;
}
public void setKey(String key) {
this.key = key;
}
public Integer getValue() {
return value;
}
public void setValue(Integer value) {
this.value = value;
}
public int compare(MyKeyValue other) {
if (this.value >= other.value) {
return 1;
} else {
return -1;
}
}
} 此时需要修改TestReadData类，添加vo对象，以及排除一些热词：
public class TestReadData {
private static Set<String> allNoKeyword = new HashSet<>();
static {
allNoKeyword.add("新闻");
allNoKeyword.add("新浪网");
allNoKeyword.add("新浪");
allNoKeyword.add("聚合");
allNoKeyword.add("中国");
allNoKeyword.add("视频");
allNoKeyword.add("图片");
allNoKeyword.add("图集");
allNoKeyword.add("最新");
allNoKeyword.add("阅读");
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Configuration conf = new Configuration();
FileSystem fs = null;
Path path = new Path("hdfs://localhost:9000/output/part-00000");
fs = path.getFileSystem(conf);
FSDataInputStream is = fs.open(path);
// 使用一个缓冲流或者内存流来整体读入数据
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String line = null;
// 建立工具类
ValueSortList list = new ValueSortList();
while ((line = br.readLine()) != null) {
String[] strs = line.split("\t");
// 建立vo对象
if (!allNoKeyword.contains(strs[0]) && strs[0].length() > 1) {
MyKeyValue keyValue = new MyKeyValue(strs[0],
Integer.parseInt(strs[1]));
list.add(keyValue);
}
}
System.out.println(list);
}
} 【2】JFreeChart库应用
JFreeChart是由Java提供的免费不开源的数据可视化的库。
首先将支持包加入到项目中。
之后可以通过以下固定的步骤，来根据数据，生成图表。
1） 创建数据集合
2） 向集合中添加数据
3） 建立图表对象（根据需要选择不同的图表）
4） 设置图表的参数
5） 将图表输出
饼状图（这里还支持环状和3D效果）：
public class PieDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 数据集
DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset();
// 添加数据
ValueSortList list = TestReadData.getValues();
for (MyKeyValue keyValue : list.getList()) {
dataset.setValue(keyValue.getKey(), keyValue.getValue());
}
// 创建对象
JFreeChart chart = ChartFactory.createPieChart("新浪新闻热词分析", dataset,
true, true, false);
// 设置属性
// 输出
ChartUtilities.saveChartAsPNG(new File("E:/pie.png"), chart, 500, 500);
}
} 柱状图和线型图：（还支持线、3D柱、3D线、区域）
public class BarDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DefaultCategoryDataset dataset = new DefaultCategoryDataset();
ValueSortList list = TestReadData.getValues();
for (MyKeyValue keyValue : list.getList()) {
dataset.addValue(keyValue.getValue(), keyValue.getKey(), "");
}
JFreeChart chart = ChartFactory.createBarChart("热词分析", "词", "次数",
dataset, PlotOrientation.VERTICAL, true, true, false);
ChartUtilities.saveChartAsPNG(new File("E:/bar.png"), chart, 1000, 500);
}
} 2、AJAX+JSON+ECharts生成可视化图表
【1】ECharts基本使用
ECharts最早是有一些开源的工程师来开发的免费使用的图表工具，在1和2版本时都是放在github上。之后ECharts被百度投资收购，加入了百度的开源产品中。
如果想使用ECharts这种的开源工具，必须先去其官网下载开发包。
下载时，建议将完整版和开发版都下载下来，开发版用于开发时进行调试，完整版用于上线提升性能。
下面就需要了解怎样完成一个简单的ECharts图表（此也为官网给出的代码示例）。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Document</title>
<script type="text/javascript" src="echarts.js"></script>
<script type="text/javascript">
function initChart() {
// 初始化要显示的图标div
var myChart = echarts.init(document.getElementById('my_chart'));
var option = {
title: {
text: 'ECharts 入门示例'
},
tooltip: {
trigger:"axis",
label:"销量"
},
legend: {
data:['销量','价格']
},
xAxis: {
data: ["衬衫","羊毛衫","雪纺衫","裤子","高跟鞋","袜子"]
},
yAxis: {},
series: [{
name: '销量',
type: 'bar',
data: [5, 20, 36, 10, 10, 20]
},{
name: '价格',
type: 'line',
data: [30, 40, 32, 15, 80, 30]
}]
};
myChart.setOption(option);
}
</script>
</head>
<body onload="initChart();">
<div id="my_chart" style="width:600px;height:400px;"></div>
</body>
</html> 【2】JSON数据格式
JSON：JavaScript Object Notation，是ECMAScript的标准语法
这个语法是现在所有AJAX或者说数据传输的最常用的语法格式。
使用该语法的原因是语法格式简单，没有关键字来干扰或者占用内存。
解析时各种语言都有很容易的解析方法。
特别是JavaScript，可以直接通过自带的eval()方法来完成字符串转换对象或数组的操作。
JSON语法很简单：
1） 对象：{}
a) 属性： 属性名:属性值，多个属性之间逗号分隔
b) 方法： 方法名:function(){}
2） 数组：[]
a) 每个元素使用逗号分隔。
【3】AJAX技术
AJAX：Asynchronous JavaScript And Xml，异步的JavaScript和XML，不是新技术，是基于JS和XML技术的应用，但是现在XML一般都被JSON替代了，所以实际上AJAX已经变成了纯JS的技术了。
通过AJAX技术，可以在页面不刷新的情况下，让前端沟通后台来获取数据，数据通过JSON格式来返回进行处理。
这样前后台分离就更彻底了，后台只需要专注于后台接口的开发即可，通过接口返回JSON数据。
前台则是接收了返回的数据后，根据数据完成各种页面效果的展示。
AJAX技术已经很成熟了，通过固定的4个步骤就可以沟通后台接收结果。
1、 建立核心配置对象XMLHttpRequest
2、 建立与后台的连接
3、 设置返回时的回调函数
当后台执行完结果返回数据时，前台必须有个方法可以接收这个数据，并进行处理，这个方法就是回调函数（Callback）
【4】热词统计生成可视化图表
基于ECharts，我们来把热词统计功能，通过这个ECharts图表的柱状图来显示出来。
1 var xmlHttp ;
2
3 function createXMLHttp() {
4 if (window.XMLHttpRequest != null) {
5 xmlHttp = new XMLHttpRequest();
6 } else {
7 xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.xmlhttp");
8 }
9 }
10
11 function initChart() {
12 // 初始化要显示的图标div
13 var myChart = echarts.init(document.getElementById('my_chart'));
14
15 // 这里就需要通过AJAX技术，来调用后台数据操作，接收返回的JSON格式数据
16 // 1
17 createXMLHttp();
18 // 2
19 xmlHttp.open("get","<%=basePath%>ajax.do");
20 // 3
21 xmlHttp.onreadystatechange = chartCallback;
22 // 4
23 xmlHttp.send();
24 }
25
26 function chartCallback() {
27
28 } 之后，需要在后台的ajax.do中进行HDFS的操作，将需要的数据取得，并通过JSON的格式来返回页面。
@RequestMapping(value = "/ajax.do")
public void ajax(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws Exception {
// 读取HDFS中的文本数据
ValueSortList list = HDFSUtils.getValues();
StringBuilder builder = new StringBuilder(
"{ title: {text: '新浪新闻热词分析'},tooltip: {trigger:'axis'},");
builder.append("legend: {data:['词频']},xAxis: {data: [");
StringBuilder tempSeries = new StringBuilder();
tempSeries.append("series: [{name:'词频',type:'bar',data:[");
for (MyKeyValue kv : list.getList()) {
builder.append("'");
builder.append(kv.getKey());
builder.append("',");
tempSeries.append(kv.getValue());
tempSeries.append(",");
}
// 需要把最后一段截取掉
String resultStr = builder.substring(0, builder.length() - 1)
+ "]}, yAxis: {},";
resultStr += tempSeries.substring(0, tempSeries.length() - 1) + "]}]}";
// 结果返回需要通过PrintWriter来输出
// 需要先处理返回乱码
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setContentType("text/html");
PrintWriter writer = response.getWriter();
writer.print(resultStr);
writer.close();
} 之后编写页面回调函数就可以显示图表了。
function chartCallback() {
// 判断结果是否真正返回
if (xmlHttp.readyState == 4 && xmlHttp.status == 200) {
var resultStr = xmlHttp.responseText;
// 转换为对象
var option = eval("("+resultStr+")");
myChart.setOption(option);
}
} 但是我们会发现，拼写JSON字符串太麻烦了，因此实际开发中会有很多java用的json数据处理的库，可以帮助我们简单的拼写出json字符串。
例如：org.json
@RequestMapping(value = "/ajax.do")
public void ajax(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws Exception {
// 读取HDFS中的文本数据
ValueSortList list = HDFSUtils.getValues();
JSONObject obj = new JSONObject();
JSONObject titleObj = new JSONObject();
titleObj.put("text", "新浪新闻热词分析");
obj.put("title", titleObj);
JSONObject tooltipsObj = new JSONObject();
tooltipsObj.put("trigger", "axis");
obj.put("tooltip", tooltipsObj);
JSONObject legendObj = new JSONObject();
legendObj.put("data", "词频");
obj.put("legend", legendObj);
obj.put("yAxis", new JSONObject());
JSONObject xObj = new JSONObject();
JSONArray seArr = new JSONArray();
JSONObject seObj = new JSONObject();
seObj.put("name", "词频");
seObj.put("type", "bar");
JSONArray xDataArr = new JSONArray();
JSONArray seDataArr = new JSONArray();
for (MyKeyValue kv : list.getList()) {
xDataArr.put(kv.getKey());
seDataArr.put(kv.getValue());
}
xObj.put("data", xDataArr);
seObj.put("data", seDataArr);
seArr.put(seObj);
obj.put("xAxis", xObj);
obj.put("series", seArr);
// 结果返回需要通过PrintWriter来输出
// 需要先处理返回乱码
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setContentType("text/html");
PrintWriter writer = response.getWriter();
writer.print(obj.toString());
writer.close();
} 对于这种热词分析，前台最好的展示方式应该是文字云，因此我们这里直接使用文字云的插件来完成。
首先也要导入js文件。
1 <script type="text/javascript" src="echarts/echarts.js"></script>
2 <script type="text/javascript" src="echarts/echarts-wordcloud.js"></script>
3 <script type="text/javascript">
4 var xmlHttp ;
5
6 var myChart ;
7
8 var option ;
9
10 function createXMLHttp() {
11 if (window.XMLHttpRequest != null) {
12 xmlHttp = new XMLHttpRequest();
13 } else {
14 xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.xmlhttp");
15 }
16 }
17
18 function initChart() {
19 // 初始化要显示的图标div
20 myChart = echarts.init(document.getElementById('my_chart'));
21
22 option = {
23 tooltip: {},
24 series: [{
25 type: 'wordCloud',
26 gridSize: 2,
27 sizeRange: [12, 50],
28 rotationRange: [-90, 90],
29 shape: 'pentagon',
30 width: 600,
31 height: 400,
32 drawOutOfBound: true,
33 textStyle: {
34 normal: {
35 color: function () {
36 return 'rgb(' + [
37 Math.round(Math.random() * 160),
38 Math.round(Math.random() * 160),
39 Math.round(Math.random() * 160)
40 ].join(',') + ')';
41 }
42 },
43 emphasis: {
44 shadowBlur: 10,
45 shadowColor: '#333'
46 }
47 }
48 }]
49 };
50
51 // 这里就需要通过AJAX技术，来调用后台数据操作，接收返回的JSON格式数据
52 // 1
53 createXMLHttp();
54 // 2
55 xmlHttp.open("get","<%=basePath%>ajax_cloud.do");
56 // 3
57 xmlHttp.onreadystatechange = chartCallback;
58 // 4
59 xmlHttp.send();
60 }
61 这里为了简化后台拼写JSON，将固定的内容提前设置到option对象中。 之后在后台完成数据的拼写。
@RequestMapping(value="/ajax_cloud.do")
public void ajaxCloud(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws Exception {
ValueSortList list = HDFSUtils.getValues();
JSONArray array = new JSONArray();
for (MyKeyValue kv : list.getList()) {
JSONObject obj = new JSONObject();
obj.put("name", kv.getKey());
obj.put("value", kv.getValue());
array.put(obj);
}
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setContentType("text/html");
PrintWriter writer = response.getWriter();
writer.print(array.toString());
writer.close();
} 最后在回调函数中进行设置处理。
function chartCallback() {
// 判断结果是否真正返回
if (xmlHttp.readyState == 4 && xmlHttp.status == 200) {
var resultStr = xmlHttp.responseText;
// 转换为对象
option.series[0].data = eval("("+resultStr+")");
myChart.setOption(option);
}
} 结果呈现（柱状图）：
总结：
从前面阐述的网络爬虫、HDFS数据读取、MR数据分析、Lucene垂直搜索引擎，到现在的可视化图表呈现，一个简单的大数据处理框架也渐浮水面。
1、数据获取数据记录
2、提取清洁数据标注
3、整合聚集数据表达
4、建立模型数据分析
5、合理解释可视化
虽然并不如真正的大数据处理的数据量之大、之复杂，可视化的程度也仅限于热词统计，不过既然授之以渔，而且也算是对此有了一个基本的了解了。
关于本篇给出的两种可视化处理方法，其实还有很多方式。我只阐述了EFreeChart和ECharts两种方式，一种生成本地图片文件类型，一种结合AJAX+JSON可以在网页上呈现可视化图表。不过见解很浅薄，仅借本文能够让未知的读者实现一个简单的图表展现方式，给内功深厚的高手淡然一笑，我也就心满意足了。
