数据中台技术汇（二）| DataSimba系列之数据采集平台

继上期数据中台技术汇栏目发布DataSimba——企业级一站式大数据智能服务平台，本期介绍DataSimba的数据采集平台。

DataSimba采集平台属于DataSimba的数据计算及服务平台的一部分， 负责数据的导入， 从而支持上层的数据处理。 DataSimba的定位是面向企业私有化部署，决定了采集平台面临要解决的问题和传统的互联网公司不太一样：

1、企业使用的数据库类型多且杂， 包括很多非主流的数据库；

2、企业的数据管理水平参差不齐， 依赖数据规范（如：维护列modify_time判断记录是否修改）的导入方式推行困难；

3、需要支持的场景比较复杂， 包括：流处理、增量处理、批处理；

4、企业的数据平台规模一般较小，资源有限, 需要更好的平衡计算成本与效率。

采集平台总体架构

整个采集平台核心为DataX与DataS两个采集组件：

DataX：

·阿里开源的数据集成组件，通过jdbc，以查询的方式支持通用的关系行数据库导入；

·DataSimba 同时支持向导模式和脚本模式。

·可扩展支持NoSQL、FTP等。

DataS：

奇点云针对复杂的企业数据环境开发的， 基于数据库日志（类似binlog）同步数据的工具， 主要特征如下：

·配置简单： 整库导入配置只需要一分钟， 支持实时抽取、增量落盘、全量合并；

·基于数据库Log采集， 以减少对企业现有系统的侵入。 目前支持Mysql, Sqlserver, Oracle, Postgres, MongoDB；

·支持多种业务场景， 包括：实时计算， 增量计算(10m～1h)， 全量批处理(>1h)；

·高效的数据合并性能， 节省计算资源；

·schema自动同步；

DataX vs DataS：

·DataX通过查询（即Select）方式， 而DataS通过解析数据库日志；

·DataX 支持数据源更广， DataS支持数据源较少（见下表）；

·DataX 对数据源压力较大， 而DataS对数据源压力较小；

·DataX 需要数据源有较大的空闲时间窗口， 用于抽取数据。 而DataS不需要；

·DataX 需要维护类似modify_time字段做增量抽取， 而DataS不需要；

·DataX 无法跟踪记录变更过程， DataS可以跟踪；

·DataX 不支持实时数据采集， DataS支持秒级的数据采集；

DataSimba在采集数据时优先使用DataS的方式。

为什么要做DataS

早期的Simba使用DataX导入数据， 在企业部署过程中遇到很多问题， 如：

·某快消企业， 数据库本身的压力就比较大， 且没有大段的空闲窗口用于数据采集， 采用DataX抽取难度较大。

·某企业， 数据库每日增量较少（～10GB）， 但全量数据较大（>20T)， 导致增量与全量合并的效率较低， 消耗资源比较多。

·某金融企业， 需要在数仓中跟踪账户余额的每一次变动， 又要不侵入现有的业务， 采用DataX的方式无法做到。

·某企业大屏， 需按小时刷新， 统计数据量较大， 采用流式计算成本较高， 实现比较复杂。 采用DataX又无法做到小时以内的采集频率。

以上只是在simba部署过程中碰到的一部分内容。 为了解决碰到的种种问题， 我们最终决定开发一套新的采集工具： DataS。

DataS 技术方案

DataS 的目标是： 配置维护简单， 支持多种数据源， 支持多种应用场景， 尽可能高效。

与cannal/maxwell等binlog采集工具相比， DataS支持更多的数据库类型：

实时采集数据流程

实时采集的主要流程如下：

1、 数据源端创建访问账号， 设置权限和日志配置项

2、 simba平台上配置数据源

3、 simba平台上创建导入任务， 选择导入的库和表， 确定是否合并

4、 发布导入任务

5、 DSExtracter从数据库源拉取全量快照， 作为初始化导入数据

6、 DSExtracter实时解析数据库日志， 以增量的方式解析新增数据到kafka

7、 DSLoader 按照设定的周期（通常是10分钟）将新增数据落盘到增量数据层（INC）

8、 DSMerger 定期（通常是30分钟）将新增数据与全量数据合并到ODS

9、 后续的计算以增量或者全量的方式从ODS层消费数据

技术亮点

一、高效的合并方案

DataS同时保留了增量的日志数据和全量的快照数据， 以支持复杂的企业业务场景。 同时DataS提供了高效的快照合并方案。 以下是DataS合并与基于HBase方案合并的性能比较测试。对于1T以上的数据表增量和全量merge时， DataS有12 ～24 倍的性能提升。

与传统的利用HiveSQL 或者HBase 做merge的方式不同， DataS采用了二级映射的方式， 使最终的合并转化为一个RDD或者一个Map中就可完成的小文件合并， 并避免了不需要合并的文件读取， 如图所示：

DataS合并逻辑如下：

1、 DataS会将新增数据划分到不同的hive分区中， 分区可以根据业务自定义；

2、 在一个分区内， DataS利用布隆过滤（Bloom Filter)将数据映射到不同的文件；

3、 新增数据和单一存储文件做局部合并；

将整个合并最终划分为小文件的合并， 从而大幅提高了合并的效率。

二． 近实时的数据时延

DataS提供两种合并方式： 写时拷贝（CopyOnWrite）和 读时合并（MergeOnRead）

写时拷贝是指每次增量数据与文件合并时， 都是拷贝两边的数据生成新的全量数据文件。 此种方式合并时性能稍差， 但读数据（统计查询）时性能好一些， 过程如下：

读时合并是指合并时只将增量数据写入日志文件， 读时（查询统计）再合并重复数据。 同时会定期全量合并。 此种方式的合并效率很高， 数据时延可以达到秒级～分钟级， 但查询时性能稍差， 如图所示：

两种方式使用与不同的业务场景： 注重读性能或者注重合并性能。

Datas支持丰富的场景应用

按照数据要求的时延和数据要求的完整性， 计算场景大致可分为三类：

其中：

·实时计算： 很多数据时延要求在 毫秒级 ～ 10分钟的场景， 通常采用flink或者spark等计算引擎。 如：监控告警、实时特征等等。

·增量计算：时延要求在10分钟～小时级别， 数据要求增量处理的场景。 如企业大屏、活动效果分析、当日uv等统计数据展示。

·全量批处理： 主要针对各种T+1的报表统计， Simba目前采用Hive引擎。

目前市场上对于实时计算和全量批处理都有成熟的方案， 但对于夹缝中的增量计算支持的都不太好。增量计算无论是采用流式实时处理， 还是采用全量批处理， 都比较浪费资源， 且效果不理想。 DataS可以支持增量的采集、合并、计算， 以较低的计算成本支持了此类场景。 此外， DataS能很好的支持秒级以上的实时计算和批处理任务。

附-DataSimba数据采集支持的多种数据源

DataSimba的采集平台支持丰富的数据源， 包括：