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Flink CDC同步MySQL分庫(kù)分表數(shù)據(jù)到Iceberg數(shù)據(jù)湖實(shí)踐
2022-04-25 23:09:35

介紹

Flink CDC: 捕獲數(shù)據(jù)庫(kù)完整的變更日志記錄增、刪、改等所有數(shù)據(jù). Flink在1.11版本開(kāi)始引入了Flink CDC功能，并且同時(shí)支持Table & SQL兩種形式。Flink SQL CDC是以SQL的形式編寫(xiě)實(shí)時(shí)任務(wù)，并對(duì)CDC數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)解析同步。相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步方案，該方案在實(shí)時(shí)性、易用性等方面有了極大的改善。

Flink CDC 同步優(yōu)勢(shì):

  • 業(yè)務(wù)解耦：無(wú)需入侵業(yè)務(wù)，和業(yè)務(wù)完全解耦，也就是業(yè)務(wù)端無(wú)感知數(shù)據(jù)同步的存在。

  • 性能消耗：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)性能消耗小，數(shù)據(jù)同步延遲低。

  • 同步易用：使用SQL方式執(zhí)行CDC同步任務(wù)，極大的降低使用維護(hù)門(mén)檻。

  • 數(shù)據(jù)完整：完整的數(shù)據(jù)庫(kù)變更記錄，不會(huì)丟失任何記錄，F(xiàn)link 自身支持 Exactly Once。

數(shù)據(jù)湖: 支持存儲(chǔ)多種原始數(shù)據(jù)格式、多種計(jì)算引擎、高效的元數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和海量統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

Apache Iceberg: 是一個(gè)大規(guī)模數(shù)據(jù)分析的開(kāi)放表格式, 是數(shù)據(jù)湖的一種解決方案.

Iceberg 設(shè)計(jì)特點(diǎn):

  • ACID：不會(huì)讀到不完整的commit數(shù)據(jù)，基于樂(lè)觀鎖實(shí)現(xiàn)，支持并發(fā)commit，支持Row-level delete，支持upsert操作。
  • 增量快照：Commit后的數(shù)據(jù)即可見(jiàn)，在Flink實(shí)時(shí)入湖場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)可見(jiàn)根據(jù)checkpoint的時(shí)間間隔來(lái)確定的，增量形式也可回溯歷史快照。
  • 開(kāi)放的表格式：對(duì)于一個(gè)真正的開(kāi)放表格式，支持多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，如：parquet、orc、avro等，支持多種計(jì)算引擎，如：Spark、Flink、Hive、Trino/Presto。
  • 流批接口支持：支持流式寫(xiě)入、批量寫(xiě)入，支持流式讀取、批量讀取

環(huán)境準(zhǔn)備

準(zhǔn)備Flink 、mysql docker鏡像 測(cè)試環(huán)境:

docker-compose.yml:

version: '2.1'
services:
  sql-client:
    user: flink:flink
    image: yuxialuo/flink-sql-client:1.13.2.v1 
    depends_on:
      - jobmanager
      - mysql
    environment:
      FLINK_JOBMANAGER_HOST: jobmanager
      MYSQL_HOST: mysql
    volumes:
      - shared-tmpfs:/tmp/iceberg
  jobmanager:
    user: flink:flink
    image: flink:1.13.2-scala_2.11
    ports:
      - "8081:8081"
    command: jobmanager
    environment:
      - |
        FLINK_PROPERTIES=
        jobmanager.rpc.address: jobmanager
    volumes:
      - shared-tmpfs:/tmp/iceberg
  taskmanager:
    user: flink:flink
    image: flink:1.13.2-scala_2.11
    depends_on:
      - jobmanager
    command: taskmanager
    environment:
      - |
        FLINK_PROPERTIES=
        jobmanager.rpc.address: jobmanager
        taskmanager.numberOfTaskSlots: 2
    volumes:
      - shared-tmpfs:/tmp/iceberg
  mysql:
    image: debezium/example-mysql:1.1
    ports:
      - "3306:3306"
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456
      - MYSQL_USER=mysqluser
      - MYSQL_PASSWORD=mysqlpw

volumes:
  shared-tmpfs:
    driver: local
    driver_opts:
      type: "tmpfs"
      device: "tmpfs"

在docker-compose.yml文件同目錄下啟動(dòng)flink 組件：

docker-compose up -d

該命令將以 detached 模式自動(dòng)啟動(dòng) Docker Compose 配置中定義的所有容器。

可以通過(guò)訪問(wèn) http://localhost:8081/ 來(lái)查看 Flink 是否運(yùn)行正常

本教程需要的 jar 包都已經(jīng)被打包進(jìn) SQL-Client 容器中了,

如果你想要在自己的 Flink 環(huán)境運(yùn)行本教程，需要下載下面列出的包并且把它們放在 Flink 所在目錄的 lib 目錄下，即 FLINK_HOME/lib/。

flink-sql-connector-mysql-cdc-2.1.0.jar
flink-shaded-hadoop-2-uber-2.7.5-10.0.jar
iceberg-flink-1.13-runtime-0.13.0-SNAPSHOT.jar

當(dāng) Iceberg 0.13.0 版本發(fā)布后，你也可以在 apache official repository 下載到支持 Flink 1.13 的 iceberg-flink-runtime jar 包。

https://repo.maven.apache.org/maven2/org/apache/iceberg/iceberg-flink-runtime/?spm=a2c6h.12873639.article-detail.13.1c396ec7vRoZE8

準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)

進(jìn)入 MySQL 容器中：

docker-compose exec mysql mysql -uroot -p123456

創(chuàng)建數(shù)據(jù)和表，并填充數(shù)據(jù)：

創(chuàng)建兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，并在每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建兩個(gè)表，作為 user 表分庫(kù)分表下拆分出的表。

 CREATE DATABASE db_1;
 USE db_1;
 CREATE TABLE user_1 (
   id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
   name VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT 'flink',
   address VARCHAR(1024),
   phone_number VARCHAR(512),
   email VARCHAR(255)
 );
 INSERT INTO user_1 VALUES (110,"user_110","Shanghai","123567891234","user_110@foo.com");

 CREATE TABLE user_2 (
   id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
   name VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT 'flink',
   address VARCHAR(1024),
   phone_number VARCHAR(512),
   email VARCHAR(255)
 );
INSERT INTO user_2 VALUES (120,"user_120","Shanghai","123567891234","user_120@foo.com");


CREATE DATABASE db_2;
USE db_2;
CREATE TABLE user_1 (
  id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT 'flink',
  address VARCHAR(1024),
  phone_number VARCHAR(512),
  email VARCHAR(255)
);
INSERT INTO user_1 VALUES (110,"user_110","Shanghai","123567891234", NULL);

CREATE TABLE user_2 (
  id INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT 'flink',
  address VARCHAR(1024),
  phone_number VARCHAR(512),
  email VARCHAR(255)
);
INSERT INTO user_2 VALUES (220,"user_220","Shanghai","123567891234","user_220@foo.com");

首先，使用如下的命令進(jìn)入 Flink SQL CLI 容器中：

docker-compose exec sql-client ./sql-client

LIadHO.md.png

開(kāi)啟 checkpoint

Checkpoint 默認(rèn)是不開(kāi)啟的，我們需要開(kāi)啟 Checkpoint 來(lái)讓 Iceberg 可以提交事務(wù)。
并且，mysql-cdc 在 binlog 讀取階段開(kāi)始前，需要等待一個(gè)完整的 checkpoint 來(lái)避免 binlog 記錄亂序的情況。

-- Flink SQL
-- 每隔 3 秒做一次 checkpoint

Flink SQL> SET execution.checkpointing.interval = 3s;

創(chuàng)建 MySQL 分庫(kù)分表 source 表

創(chuàng)建 source 表 user_source 來(lái)捕獲MySQL中所有 user 表的數(shù)據(jù)，在表的配置項(xiàng) database-name , table-name 使用正則表達(dá)式來(lái)匹配這些表。
并且，user_source 表也定義了 metadata 列來(lái)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)是來(lái)自哪個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)和表。

CREATE TABLE user_source (
    database_name STRING METADATA VIRTUAL,
    table_name STRING METADATA VIRTUAL,
    `id` DECIMAL(20, 0) NOT NULL,
    name STRING,
    address STRING,
    phone_number STRING,
    email STRING,
    PRIMARY KEY (`id`) NOT ENFORCED
  ) WITH (
    'connector' = 'mysql-cdc',
    'hostname' = 'mysql',
    'port' = '3306',
    'username' = 'root',
    'password' = '123456',
    'database-name' = 'db_[0-9]+',
    'table-name' = 'user_[0-9]+'
  );

創(chuàng)建 Iceberg sink 表

創(chuàng)建 sink 表 all_users_sink，用來(lái)將數(shù)據(jù)加載至 Iceberg 中。
在這個(gè) sink 表，考慮到不同的 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)表的 id 字段的值可能相同，我們定義了復(fù)合主鍵 (database_name, table_name, id)。

CREATE TABLE all_users_sink (
    database_name STRING,
    table_name    STRING,
    `id`          DECIMAL(20, 0) NOT NULL,
    name          STRING,
    address       STRING,
    phone_number  STRING,
    email         STRING,
    PRIMARY KEY (database_name, table_name, `id`) NOT ENFORCED
  ) WITH (
    'connector'='iceberg',
    'catalog-name'='iceberg_catalog',
    'catalog-type'='hadoop',  
    'warehouse'='file:///tmp/iceberg/warehouse',
    'format-version'='2'
  );

流式寫(xiě)入 Iceberg

使用下面的 Flink SQL 語(yǔ)句將數(shù)據(jù)從 MySQL 寫(xiě)入 Iceberg 中：

INSERT INTO all_users_sink select * from user_source;

述命令將會(huì)啟動(dòng)一個(gè)流式作業(yè)，源源不斷將 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中的全量和增量數(shù)據(jù)同步到 Iceberg 中。

LIIOpR.md.png

然后我們就可以使用如下的命令看到 Iceberg 中的寫(xiě)入的文件：

docker-compose exec sql-client tree /tmp/iceberg/warehouse/default_database/

/tmp/iceberg/warehouse/default_database/
└── all_users_sink
    ├── data
    │   ├── 00000-0-84b83e87-0e98-48da-8871-4de54d802dc5-00009.parquet
    │   ├── 00000-0-84b83e87-0e98-48da-8871-4de54d802dc5-00011.parquet
    │   ├── 00000-0-84b83e87-0e98-48da-8871-4de54d802dc5-00511.parquet
    │   └── 00000-0-84b83e87-0e98-48da-8871-4de54d802dc5-00512.parquet
    └── metadata
        ├── 6785c966-67e3-43e0-876d-cfc2b77424b4-m0.avro
        ├── c4f04e0f-5f1d-4cd3-a5eb-4f423390011d-m0.avro
        ├── snap-1060385011870418792-1-df87d81d-004f-44d6-acca-1c77e5383647.avro
        ├── snap-1125901484026564419-1-c8e6142a-4702-4bf9-bb6c-937261910d39.avro
        ├── snap-1465929231731371144-1-cd480baf-a496-4f69-bb11-379299782e7a.avro
        ├── snap-1535675730396165219-1-eddfe40e-27bd-4a7a-97b0-191da77d4019.avro
        ├── snap-2621077481890393128-1-fdb33dc2-97a9-4472-bda4-fe0192a983c4.avro
        ├── snap-2886091127939856900-1-94d854db-2081-43b4-9bb3-11f9d0377503.avro
        ├── snap-3343920335928350948-1-19669bbb-7b82-4218-83ea-05c90429ff01.avro
        ├── snap-3566691522613506207-1-59e74ad7-a32e-427f-83c1-640d98b58d24.avro
        ├── snap-3843624394887137001-1-fef2b9b7-b7de-4ece-951b-eb1856a2d195.avro
        ├── snap-4100501778549948477-1-6785c966-67e3-43e0-876d-cfc2b77424b4.avro
        ├── snap-4248879694079296194-1-441e1ce8-6a10-4ebc-82b4-7abf62bc385b.avro
        ├── snap-445137311357959788-1-4e97b44e-a626-402b-b6ca-613e5252ed15.avro
        ├── snap-4453685821727449894-1-a5d3ced5-9d98-419a-aeda-a89e0184aa91.avro
        ├── snap-4652826435458483424-1-144e1141-8da3-450d-ba4d-01858befea48.avro
        ├── snap-4827514150229893384-1-db19f736-209b-44b0-9a4a-a1ecb8532817.avro
        ├── snap-5160869656962357717-1-522bdf2b-fd9d-4c81-9995-6c598e3112a2.avro
        ├── snap-5328679998683573777-1-befea0d5-0312-41db-ab33-04d2f71aa29c.avro
        ├── snap-5468995844667874005-1-4c1db744-6eb6-4c62-a5ce-6162b64ed429.avro
        ├── snap-7392671775005889691-1-f0e79868-ae06-4fe8-9a8e-e0b9f2fe2c12.avro
        ├── snap-7448354638185933171-1-621e2364-508e-47bf-83d0-5c7d72d160c6.avro
        ├── snap-7449633500954413534-1-3c673f73-381e-4917-af09-ce06e75995ee.avro
        ├── snap-7808424372668354882-1-a874a13c-32cc-4b4b-ab45-3042cad872f8.avro
        ├── snap-8487607088527724113-1-86dbb914-c564-4841-a536-be834a09b09d.avro
        ├── snap-882048647352933559-1-c7d1058c-1d60-4624-b592-2d8c9f208946.avro
        ├── snap-9092189266221057431-1-c4f04e0f-5f1d-4cd3-a5eb-4f423390011d.avro
        ├── snap-9149158390097592825-1-fd9e8dd3-519c-4b48-b78c-181ea0fd2aaf.avro
        ├── v1.metadata.json
        ├── v10.metadata.json
        ├── v11.metadata.json
        ├── v12.metadata.json
        ├── v13.metadata.json
        ├── v14.metadata.json
        ├── v15.metadata.json
        ├── v16.metadata.json
        ├── v17.metadata.json
        ├── v18.metadata.json
        ├── v19.metadata.json
        ├── v2.metadata.json
        ├── v20.metadata.json
        ├── v21.metadata.json
        ├── v22.metadata.json
        ├── v23.metadata.json
        ├── v24.metadata.json
        ├── v25.metadata.json
        ├── v26.metadata.json
        ├── v27.metadata.json
        ├── v3.metadata.json
        ├── v4.metadata.json
        ├── v5.metadata.json
        ├── v6.metadata.json
        ├── v7.metadata.json
        ├── v8.metadata.json
        ├── v9.metadata.json
        └── version-hint.text

使用下面的 Flink SQL 語(yǔ)句查詢(xún)表 all_users_sink 中的數(shù)據(jù)：

LIoPtH.md.png

修改 MySQL 中表的數(shù)據(jù)，Iceberg 中的表 all_users_sink 中的數(shù)據(jù)也將實(shí)時(shí)更新：

(3.1) 在 db_1.user_1 表中插入新的一行

--- db_1
INSERT INTO db_1.user_1 VALUES (111,"user_111","Shanghai","123567891234","user_111@foo.com");

(3.2) 更新 db_1.user_2 表的數(shù)據(jù)

--- db_1
UPDATE db_1.user_2 SET address='Beijing' WHERE id=120;

(3.3) 在 db_2.user_2 表中刪除一行

--- db_2
DELETE FROM db_2.user_2 WHERE id=220;

每執(zhí)行一步，在 Flink Client CLI 中使用 SELECT * FROM all_users_sink 查詢(xún)表 all_users_sink 來(lái)看到數(shù)據(jù)的變化。

LIoA1I.md.png

從 Iceberg 的最新結(jié)果中可以看到新增了(db_1, user_1, 111)的記錄，(db_1, user_2, 120)的地址更新成了 Beijing，且(db_2, user_2, 220)的記錄被刪除了，與我們?cè)?MySQL 做的數(shù)據(jù)更新完全一致。

最后, 關(guān)閉所有容器:

docker-compose down

接下來(lái),將調(diào)研如何將Iceberg 與Hive、SparkSQL 整合,讀取和分析Flink CDC寫(xiě)入Iceberg中的數(shù)據(jù).

參考

  1. Iceberg 實(shí)踐 | 基于 Flink CDC 打通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)入湖：https://jishuin.proginn.com/p/763bfbd5bdbe
  2. Flink CDC 系列 - 同步 MySQL 分庫(kù)分表，構(gòu)建 Iceberg 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)湖：https://developer.aliyun.com/article/841222

本文摘自 ：https://www.cnblogs.com/

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