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Databricks

Commercial 2024 Trending Lakehouse Multi-Cloud

Plataforma unificada para analytics, data science e machine learning

O que é Databricks?

Databricks é uma plataforma unificada de analytics que combina data warehouses e data lakes em uma arquitetura lakehouse. Fundada pelos criadores do Apache Spark, a plataforma oferece um ambiente colaborativo para data science, machine learning e analytics, executando na nuvem com otimizações proprietárias para performance e facilidade de uso.

História

Databricks foi fundada em 2013 pelos criadores originais do Apache Spark na UC Berkeley, incluindo Ali Ghodsi, Matei Zaharia, Ion Stoica, Patrick Wendell, Reynold Xin e Andy Konwinski. A empresa foi criada para comercializar e simplificar o uso do Spark, oferecendo uma plataforma gerenciada que elimina a complexidade de configuração e manutenção de clusters.

Arquitetura Lakehouse

Databricks pioneirou o conceito de Lakehouse, que combina a flexibilidade e economia de data lakes com a performance e confiabilidade de data warehouses. A arquitetura utiliza Delta Lake como camada de armazenamento, fornecendo transações ACID, versionamento de dados e otimizações de performance sobre object storage.

Vantagens

  • Facilidade de uso: Interface intuitiva com notebooks colaborativos
  • Performance otimizada: Photon engine e otimizações proprietárias
  • Escalabilidade automática: Auto-scaling de clusters baseado na demanda
  • MLOps integrado: MLflow nativo para gerenciamento de modelos
  • Multi-cloud: Disponível em AWS, Azure e Google Cloud
  • Governança: Unity Catalog para governança unificada de dados

Desvantagens

  • Custo: Pode ser caro para workloads pequenos ou esporádicos
  • Vendor lock-in: Dependência da plataforma Databricks
  • Complexidade de pricing: Modelo de cobrança pode ser confuso
  • Limitações on-premise: Focado em soluções cloud
  • Curva de aprendizado: Requer conhecimento específico da plataforma

Principais Recursos

📊 Lakehouse Platform

Arquitetura unificada que combina data lakes e data warehouses com Delta Lake.

⚡ Photon Engine

Engine de execução nativo otimizado para workloads SQL e streaming.

🤝 Collaborative Notebooks

Notebooks colaborativos com suporte a múltiplas linguagens e visualizações.

🤖 MLflow Integration

Plataforma MLOps integrada para gerenciamento completo do ciclo de vida de ML.

🔒 Unity Catalog

Governança unificada de dados com controle de acesso e linhagem.

☁️ Multi-Cloud

Disponível em AWS, Microsoft Azure e Google Cloud Platform.

Especificações Técnicas

Tipo Plataforma SaaS
Linguagens Suportadas Python, Scala, SQL, R, Java
Cloud Providers AWS, Azure, Google Cloud
Formatos de Dados Delta Lake, Parquet, JSON, CSV, Avro
Integrações Kafka, Kinesis, EventHub, BigQuery, Snowflake
Modelo de Pricing DBU (Databricks Units) + Cloud compute

Casos de Uso

🏗️ Data Engineering

Construção de pipelines ETL/ELT escaláveis com Delta Live Tables para processamento de dados em tempo real e batch.

🔬 Data Science

Ambiente colaborativo para exploração de dados, feature engineering e desenvolvimento de modelos de machine learning.

🤖 Machine Learning

Plataforma MLOps completa com AutoML, experiment tracking, model registry e deployment automatizado.

📊 Business Intelligence

Analytics self-service com Databricks SQL para consultas ad-hoc e dashboards interativos.

🌊 Real-time Analytics

Processamento de streaming com Structured Streaming para analytics em tempo real e alertas.

Quando Usar Databricks

✅ Recomendado para:
  • Organizações que precisam de uma plataforma unificada
  • Equipes colaborativas de data science e engineering
  • Workloads de machine learning em produção
  • Migração de Hadoop para arquitetura moderna
  • Necessidade de governança avançada de dados
  • Projetos que requerem alta performance
  • Ambientes multi-cloud
⚠️ Considere alternativas se:
  • Orçamento limitado para workloads pequenos
  • Necessidade de controle total da infraestrutura
  • Preferência por soluções open-source puras
  • Workloads muito simples que não justificam a complexidade
  • Requisitos de deployment on-premise

Exemplos Práticos

Configuração Inicial

# Instalação do Databricks CLI
pip install databricks-cli

# Configuração de autenticação
databricks configure --token

# Configuração do workspace
databricks workspace ls /

# Upload de notebook
databricks workspace import notebook.py /Users/user@company.com/notebook

Exemplo Python - ETL com Delta Lake

# Databricks notebook cell
from pyspark.sql import SparkSession
from pyspark.sql.functions import col, current_timestamp, when
from delta.tables import DeltaTable

# Spark session já configurado no Databricks
spark = spark

# Ler dados de origem
raw_data = spark.read.format("json") \
    .option("multiline", "true") \
    .load("/mnt/raw-data/events/")

# Transformações
cleaned_data = raw_data \
    .filter(col("event_type").isNotNull()) \
    .withColumn("processed_at", current_timestamp()) \
    .withColumn("is_valid", when(col("user_id").isNotNull(), True).otherwise(False))

# Escrever para Delta Lake
cleaned_data.write \
    .format("delta") \
    .mode("overwrite") \
    .option("mergeSchema", "true") \
    .save("/mnt/delta/events_cleaned")

# Criar tabela Delta
spark.sql("""
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS events_cleaned
    USING DELTA
    LOCATION '/mnt/delta/events_cleaned'
""")

print(f"Processados {cleaned_data.count()} registros")

Exemplo SQL - Analytics

-- Databricks SQL cell
-- Análise de eventos por dia
SELECT 
    DATE(processed_at) as date,
    event_type,
    COUNT(*) as event_count,
    COUNT(DISTINCT user_id) as unique_users
FROM events_cleaned
WHERE processed_at >= current_date() - INTERVAL 30 DAYS
GROUP BY DATE(processed_at), event_type
ORDER BY date DESC, event_count DESC;

-- Criar view materializada
CREATE OR REPLACE VIEW daily_events_summary AS
SELECT 
    DATE(processed_at) as date,
    event_type,
    COUNT(*) as total_events,
    COUNT(DISTINCT user_id) as unique_users,
    AVG(CASE WHEN is_valid THEN 1.0 ELSE 0.0 END) as validity_rate
FROM events_cleaned
GROUP BY DATE(processed_at), event_type;

Exemplo MLflow - Machine Learning

import mlflow
import mlflow.sklearn
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import accuracy_score, classification_report

# Configurar MLflow
mlflow.set_experiment("/Users/user@company.com/fraud_detection")

# Carregar dados
df = spark.table("events_cleaned").toPandas()
X = df[['feature1', 'feature2', 'feature3']]
y = df['is_fraud']

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

# Iniciar run do MLflow
with mlflow.start_run():
    # Parâmetros do modelo
    n_estimators = 100
    max_depth = 10
    
    # Log de parâmetros
    mlflow.log_param("n_estimators", n_estimators)
    mlflow.log_param("max_depth", max_depth)
    
    # Treinar modelo
    model = RandomForestClassifier(
        n_estimators=n_estimators,
        max_depth=max_depth,
        random_state=42
    )
    model.fit(X_train, y_train)
    
    # Predições e métricas
    y_pred = model.predict(X_test)
    accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
    
    # Log de métricas
    mlflow.log_metric("accuracy", accuracy)
    
    # Log do modelo
    mlflow.sklearn.log_model(model, "fraud_detection_model")
    
    print(f"Accuracy: {accuracy:.4f}")
    print(f"Run ID: {mlflow.active_run().info.run_id}")

Exemplo Delta Live Tables

import dlt
from pyspark.sql.functions import col, current_timestamp

# Bronze layer - dados brutos
@dlt.table(
    comment="Raw events data from source systems"
)
def bronze_events():
    return spark.readStream.format("cloudFiles") \
        .option("cloudFiles.format", "json") \
        .load("/mnt/raw-data/events/")

# Silver layer - dados limpos
@dlt.table(
    comment="Cleaned and validated events"
)
@dlt.expect_or_drop("valid_event", "event_type IS NOT NULL")
@dlt.expect_or_drop("valid_user", "user_id IS NOT NULL")
def silver_events():
    return dlt.read_stream("bronze_events") \
        .select(
            col("event_id"),
            col("user_id"),
            col("event_type"),
            col("timestamp").cast("timestamp"),
            current_timestamp().alias("processed_at")
        )

# Gold layer - dados agregados
@dlt.table(
    comment="Daily event aggregations"
)
def gold_daily_events():
    return dlt.read("silver_events") \
        .groupBy(
            col("event_type"),
            date_format(col("timestamp"), "yyyy-MM-dd").alias("date")
        ) \
        .agg(
            count("*").alias("event_count"),
            countDistinct("user_id").alias("unique_users")
        )

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Comparações

Alternativas Similares

Plataforma Facilidade de Uso Performance Custo Flexibilidade
Databricks Excelente Excelente Alto Alta
Snowflake Excelente Excelente Alto Média
Apache Spark (Open Source) Média Boa Baixo Alta
Google Dataflow Boa Excelente Médio Média
Amazon EMR Média Boa Médio Alta

Quando Escolher Databricks vs Alternativas

Databricks vs Snowflake

Escolha Databricks se: Você precisa de machine learning avançado, processamento de dados não estruturados, ou workloads de data science colaborativo.

Escolha Snowflake se: Seu foco principal é analytics SQL, data warehousing tradicional, ou você precisa de separação completa entre compute e storage.

Databricks vs Apache Spark Open Source

Escolha Databricks se: Você quer facilidade de uso, otimizações de performance, colaboração em equipe, e suporte empresarial.

Escolha Spark Open Source se: Você tem expertise técnica interna, quer controle total da infraestrutura, ou tem restrições orçamentárias.

Databricks vs Cloud Native (EMR, Dataflow)

Escolha Databricks se: Você quer uma experiência consistente multi-cloud e recursos avançados de MLOps.

Escolha soluções cloud-native se: Você está totalmente comprometido com um provedor de nuvem específico e quer integração nativa.

Informações Rápidas
  • Tipo: Plataforma SaaS
  • Licença: Commercial
  • Primeira Versão: 2013
  • Linguagens: Python, Scala, SQL, R
  • Cloud Support: AWS, Azure, GCP
  • Categoria: Lakehouse Platform