盘点Flink支持的增量连接组件

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Flink CDC (Change Data Capture) Connect 是 Apache Flink 提供的一组连接器,专门用于捕获和处理数据库中发生的数据变化。

什么是Flink Cdc connect

代码地址:https://github.com/apache/flink-cdc/tree/master/flink-cdc-connect

Flink CDC (Change Data Capture) Connect 是 Apache Flink 提供的一组连接器,专门用于捕获和处理数据库中发生的数据变化。Flink CDC 通过实时监控数据库的变更,能够将数据变更事件流化,从而实现高效的数据集成、同步和处理。这些连接器可以与 Flink 的流处理引擎无缝集成,用于构建实时数据管道和数据处理应用。

以下是 Flink CDC Connect 的主要模块和代码地址的补全:

Flink CDC Connect 主要模块

1. 「flink-cdc-source-connectors」

该模块包含了用于从各种数据库源捕获数据变化的连接器。它提供了不同数据库的 CDC 连接器,能够将数据变化事件作为流数据传输到 Flink。主要功能包括:

  • 连接和监控不同类型的数据库(如 MySQL、PostgreSQL、Oracle 等)。
  • 将数据库变更事件(如插入、更新、删除)转换为 Flink 的流数据。

「代码地址」:flink-cdc-source-connectors

2. 「flink-cdc-pipeline-connectors」

该模块提供了与 Flink 的各种流处理管道集成的连接器,支持将 CDC 数据流送入 Flink 作进一步的实时处理和分析。主要功能包括:

  • 将从数据库捕获的变更数据流化到 Flink 的管道中。
  • 支持与 Flink 的窗口、状态管理、流处理等功能集成。

「代码地址」:flink-cdc-pipeline-connectors

3. 「flink-cdc-debezium-connectors」

该模块包括对 Debezium 的支持,Debezium 是一个流行的开源 CDC 工具,可以捕获数据库中的数据变化并将其发送到 Kafka。这个模块通过将 Debezium 与 Flink 集成,使得 Flink 能够处理从 Debezium 捕获的 CDC 数据。

「代码地址」:flink-cdc-debezium-connectors

cdc-source 与 cdc-pipeline

在数据处理和流媒体应用中,CDC(Change Data Capture)技术的使用是为了实时捕捉数据库中发生的变更。Flink CDC 提供了两种主要的 CDC 技术实现:source CDC 技术和 pipeline CDC 技术。这两者在性能和原理上有所不同。以下是它们的详细对比:

Source CDC 技术

原理
  • 数据源连接:source CDC 技术主要关注从数据库的源头捕获数据变更。它直接连接到数据库,使用数据库提供的日志(如 MySQL 的 binlog,PostgreSQL 的 WAL)来捕捉数据变更。
  • 变更捕获:通过数据库日志捕获变更事件(如插入、更新、删除),并将这些事件实时地流式传输到 Flink。
性能
  • 延迟:由于直接从数据库日志中捕获变更,source CDC 技术通常具有较低的延迟,适合需要实时或近实时数据处理的场景。
  • 吞吐量:性能通常较高,能够处理大量的变更事件。然而,性能会受到数据库负载、日志大小和网络带宽的影响。
  • 资源消耗:source CDC 连接器会消耗一定的数据库资源(如 I/O 和 CPU),特别是在高变更频率的情况下。
优点
  • 实时性强:能快速捕获数据变更,适合需要低延迟数据同步的场景。
  • 准确性高:直接从数据库日志中捕获数据变更,减少了中间环节的误差。
缺点
  • 对数据库的依赖性强:需要直接连接到数据库,会影响数据库的性能。
  • 配置复杂性:需要处理数据库日志的解析和管理。

Pipeline CDC 技术

原理
  • 数据管道连接:pipeline CDC 技术通常将数据变更流经中间的数据管道系统(如 Kafka、Pulsar),然后再进行处理。数据变更事件首先被捕获并写入到数据管道中,然后由 Flink 从数据管道中读取数据。
  • 变更处理:这种方法将数据变更事件通过数据管道系统传输,适合需要对数据流进行进一步处理和分析的场景。
性能
  • 延迟:pipeline CDC 技术具有稍高的延迟,因为数据变更事件需要经过数据管道的传输。然而,这种延迟通常可以通过配置优化和数据管道系统的调优来减少。
  • 吞吐量:pipeline CDC 技术在吞吐量上通常表现较好,尤其是当数据变更量大时。数据管道系统(如 Kafka)可以高效地处理大规模的事件流。
  • 资源消耗:pipeline CDC 技术可以通过数据管道系统进行水平扩展,从而提高处理能力和减少资源消耗对单个系统的压力。
优点
  • 解耦合:将数据捕获和处理解耦,能够更灵活地处理数据流。
  • 可扩展性强:通过数据管道系统的水平扩展,可以处理大规模数据流,适应高吞吐量的场景。
  • 中间处理:可以在数据管道中进行中间处理、过滤和聚合操作,从而简化 Flink 作业的复杂性。
缺点
  • 延迟更高:数据变更事件需要通过数据管道传输,导致额外的延迟。
  • 系统复杂性:需要额外维护数据管道系统,增加了系统的复杂性。

总结

特性

Source CDC 技术

Pipeline CDC 技术

原理

直接从数据库日志中捕获变更

通过数据管道系统传输数据变更

延迟

较低的延迟,适合实时性强的场景

稍高,但可以通过优化减少

吞吐量

高,受限于数据库和网络

较高,特别是在使用高效的数据管道系统时

资源消耗

对数据库性能有影响

可以通过水平扩展数据管道系统减少单系统压力

优点

实时性强、准确性高

解耦合、可扩展性强、支持中间处理

缺点

依赖数据库、配置复杂性

延迟更高、系统复杂性增加

选择哪种 CDC 技术取决于具体的应用场景、性能要求和系统架构。如果需要极低延迟并且可以接受对数据库性能的影响,可以选择 source CDC 技术;如果需要处理大规模的数据流并且希望系统解耦和可扩展性更强,pipeline CDC 技术是更好的选择。

目前flink支持的source cdc

Flink 支持的 Source CDC(Change Data Capture)连接器为多种数据库系统提供了实时数据捕获的功能。以下是 Flink 支持的各个 CDC 连接器的详细说明:

「flink-connector-db2-cdc」

  • 「描述」:用于从 IBM Db2 数据库中捕获数据变更。这个连接器能够捕获 Db2 数据库中的插入、更新和删除操作,并将变更数据传输到 Flink 进行实时处理。
  • 「适用场景」:适用于使用 IBM Db2 数据库的企业,特别是在需要实时同步数据的场景中。

「flink-connector-debezium」

  • 「描述」:Debezium 是一个开源的 CDC 工具,它支持多种数据库的变更捕获。flink-connector-debezium 连接器允许 Flink 通过 Debezium 连接器从不同数据库中捕获数据变更。
  • 「适用场景」:适合需要支持多种数据库并且已经在使用 Debezium 作为 CDC 工具的场景。

「flink-connector-mongodb-cdc」

  • 「描述」:用于从 MongoDB 数据库中捕获数据变更。这个连接器能够捕获 MongoDB 的插入、更新和删除操作,并将变更数据流式传输到 Flink。
  • 「适用场景」:适用于 MongoDB 用户,特别是需要实时处理和分析 MongoDB 数据的场景。

「flink-connector-mysql-cdc」

  • 「描述」:用于从 MySQL 数据库中捕获数据变更。flink-connector-mysql-cdc 连接器利用 MySQL 的 binlog 来捕获数据变更,支持高效的实时数据处理。
  • 「适用场景」:广泛用于 MySQL 数据库的实时数据同步和分析应用。

「flink-connector-oceanbase-cdc」

  • 「描述」:用于从 OceanBase 数据库中捕获数据变更。OceanBase 是一个分布式数据库系统,flink-connector-oceanbase-cdc 连接器提供了对其数据变更的实时捕获功能。
  • 「适用场景」:适合使用 OceanBase 数据库的企业,尤其是在需要实时处理 OceanBase 数据的场景中。

「flink-connector-oracle-cdc」

  • 「描述」:用于从 Oracle 数据库中捕获数据变更。flink-connector-oracle-cdc 连接器通过 Oracle 的日志(如 Redo logs)来实现数据变更捕获。
  • 「适用场景」:适合使用 Oracle 数据库的企业,特别是在需要实时数据同步的场景中。

「flink-connector-postgres-cdc」

  • 「描述」:用于从 PostgreSQL 数据库中捕获数据变更。这个连接器利用 PostgreSQL 的逻辑复制功能来捕获数据变更。
  • 「适用场景」:适用于 PostgreSQL 数据库用户,尤其是在需要实时处理和同步 PostgreSQL 数据的场景中。

「flink-connector-sqlserver-cdc」

  • 「描述」:用于从 Microsoft SQL Server 数据库中捕获数据变更。flink-connector-sqlserver-cdc 连接器可以捕获 SQL Server 的插入、更新和删除操作。
  • 「适用场景」:适合使用 SQL Server 数据库的企业,特别是在需要实时数据同步和分析的场景中。

「flink-connector-test-util」

  • 「描述」:提供用于测试 Flink CDC 连接器的工具。这个连接器不用于实际的数据捕获,而是用于测试和验证其他 CDC 连接器的功能。
  • 「适用场景」:开发和测试阶段,用于验证 CDC 连接器的正确性和功能。

「flink-connector-tidb-cdc」

  • 「描述」:用于从 TiDB 数据库中捕获数据变更。TiDB 是一个分布式数据库系统,flink-connector-tidb-cdc 连接器通过 TiDB 的 binlog 实现数据变更捕获。
  • 「适用场景」:适合使用 TiDB 数据库的企业,特别是在需要实时处理和同步 TiDB 数据的场景中。

「flink-connector-vitess-cdc」

  • 「描述」:用于从 Vitess 数据库中捕获数据变更。Vitess 是一个用于横向扩展 MySQL 的开源数据库系统,flink-connector-vitess-cdc 连接器支持从 Vitess 捕获数据变更。
  • 「适用场景」:适合使用 Vitess 数据库的企业,尤其是在需要实时处理 Vitess 数据的场景中。

总结

这些连接器使得 Flink 可以与多种数据库系统集成,实现实时数据捕获和处理。每种连接器都针对特定的数据库系统设计,以提供高效的数据流处理和实时分析功能。选择合适的 CDC 连接器取决于你使用的数据库系统及其具体的需求。

目前flink支持的pipeline cdc

Flink 支持的 Pipeline CDC(Change Data Capture)连接器允许实现复杂的数据流转和处理。以下是每个 Pipeline CDC 连接器的详细说明:

「flink-cdc-pipeline-connector-doris」

  • 「描述」:用于将数据从源系统通过 Flink CDC 处理流式传输到 Apache Doris(以前称为 Apache Incubator Doris)。Doris 是一个分布式分析型数据库,适合于实时大数据分析。
  • 「适用场景」:适用于需要将实时数据流从多个源系统传输到 Doris 数据库进行实时查询和分析的场景。

「flink-cdc-pipeline-connector-kafka」

  • 「描述」:用于将数据通过 Flink CDC 处理后,流式传输到 Apache Kafka。Kafka 是一个流行的分布式流处理平台,能够处理高吞吐量的数据流。
  • 「适用场景」:适用于需要将实时数据流传输到 Kafka 进行后续处理、分析或存储的场景。

「flink-cdc-pipeline-connector-mysql」

  • 「描述」:用于将数据从源系统通过 Flink CDC 处理流式传输到 MySQL 数据库。这可以用于将数据实时同步到 MySQL 进行进一步的处理或存储。
  • 「适用场景」:适用于将实时数据流同步到 MySQL 数据库的场景,特别是在需要进行实时数据更新和存储时。

「flink-cdc-pipeline-connector-paimon」

  • 「描述」:用于将数据通过 Flink CDC 处理后,流式传输到 Apache Paimon。Paimon 是一个新兴的开源实时数据湖管理系统,支持高效的实时数据处理。
  • 「适用场景」:适合需要将实时数据流传输到 Paimon 数据湖进行高效的数据存储和分析的场景。

「flink-cdc-pipeline-connector-starrocks」

  • 「描述」:用于将数据从源系统通过 Flink CDC 处理流式传输到 StarRocks(前身为 Apache Doris)。StarRocks 是一个分布式实时分析数据库,具有高性能的查询能力。
  • 「适用场景」:适用于需要将实时数据流从多个源系统传输到 StarRocks 数据库进行高效分析和查询的场景。

「flink-cdc-pipeline-connector-values」

  • 「描述」:用于将静态数据值或常量数据通过 Flink CDC 处理流式传输。这个连接器通常用于测试或处理固定的、不变的数据源。
  • 「适用场景」:主要用于测试或在开发阶段处理静态数据源的场景。

总结

Pipeline CDC 连接器为 Flink 提供了将处理后的数据流动到各种目标系统的能力。这些连接器支持不同的数据库和流处理平台,使得数据可以在实时环境中流转和处理。选择合适的 Pipeline CDC 连接器取决于数据流转的目标系统和业务需求。

debezium技术

简单描述

Debezium 是一个开源的分布式数据变更捕获(CDC, Change Data Capture)系统,主要用于捕获和流式传输数据库中的数据变更。它可以将数据库的实时数据变更(例如插入、更新和删除操作)转换成事件流,以便在实时数据处理和数据集成过程中使用。

核心特性

  1. 「实时数据捕获」:Debezium 能够实时捕获数据库中的数据变更,将这些变更以事件的形式发送到消息队列或流处理平台,如 Apache Kafka。这样可以确保数据在源数据库和目标系统之间保持一致。
  2. 「支持多种数据库」:Debezium 支持多种关系型数据库的 CDC,包括 MySQL、PostgreSQL、MongoDB、SQL Server、Oracle、Db2 等。它通过数据库的日志或变更数据表来捕获数据变更。
  3. 「集成 Apache Kafka」:Debezium 主要与 Apache Kafka 配合使用,将捕获的数据变更作为 Kafka 事件流发送。Kafka 提供了高吞吐量、持久化的消息队列系统,能够有效处理和存储变更数据流。
  4. 「高效数据同步」:通过捕获数据库变更,Debezium 可以用于数据同步、数据迁移、实时数据集成和数据分析等场景。
  5. 「无缝与流处理平台集成」:Debezium 与 Apache Flink、Apache Spark 和其他流处理平台集成良好,能够将实时数据变更流处理成有用的信息,支持实时数据分析和业务决策。

工作原理

Debezium 的工作原理通常包括以下几个步骤:

  1. 「连接数据库」:Debezium 通过数据库连接器与数据库实例进行连接,获取数据库变更日志或变更数据表的内容。
  2. 「捕获变更」:根据配置,Debezium 从数据库的变更日志中捕获数据的插入、更新和删除操作。这些变更可以通过不同的捕获机制,如 MySQL 的 binlog、PostgreSQL 的 WAL(Write-Ahead Log)、MongoDB 的 oplog 等。
  3. 「生成事件」:将捕获到的变更数据转换成标准化的事件格式,通常是 JSON。事件包含了数据变更的详细信息,包括变更类型、表名、行数据等。
  4. 「发送事件」:将生成的事件发送到 Kafka 主题或其他支持的消息系统。这样,消费者可以从消息系统中订阅和处理这些事件。
  5. 「数据处理」:下游的应用程序或数据处理系统可以从 Kafka 主题中读取事件,执行进一步的数据处理、分析或存储操作。

使用场景

  • 「实时数据同步」:将数据从一个数据库同步到另一个数据库或数据仓库中,以保持数据一致性。
  • 「数据迁移」:在系统升级或更换数据库时,实时迁移数据而不影响生产环境。
  • 「实时分析」:通过捕获实时变更数据,进行实时的数据分析和监控。
  • 「数据集成」:将不同来源的数据集成到统一的数据平台中,用于数据汇总和业务分析。

例子

假设你有一个电子商务平台,用户在平台上更新他们的账户信息。使用 Debezium,你可以捕获这些更新,并将其作为事件流发送到 Kafka。然后,实时分析系统可以从 Kafka 中读取这些事件,更新分析结果,或者触发相应的业务流程,如发送通知或更新用户界面。

debezium实现mysql增量数据抓取的原理

Debezium 实现 MySQL 增量数据抓取的原理和步骤基于 MySQL 的二进制日志(binlog)。Debezium 使用 MySQL binlog 记录的变化来捕获数据库中的数据变更,包括插入、更新和删除操作。下面是详细的原理和步骤:

原理

  1. 「二进制日志(binlog)」:
  • MySQL 的二进制日志记录了所有对数据库进行的数据修改操作(即增量数据),如插入、更新和删除操作。每个 binlog 事件记录了修改的具体内容和时间戳。
  • binlog 是 MySQL 的一个核心功能,主要用于数据恢复和复制。
  1. 「Debezium MySQL Connector」:
  • Debezium 的 MySQL Connector 连接到 MySQL 数据库,并从 binlog 中读取变更事件。它监听 binlog 的变化,将这些变化转换为标准化的变更事件。
  1. 「CDC(Change Data Capture)」:
  • CDC 机制通过捕获数据变化并实时推送到下游系统,实现数据的实时同步和分析。Debezium 将 binlog 中的变化数据转换成事件流,并发送到消息队列(如 Apache Kafka)或其他目标系统。

步骤

「配置 MySQL 数据库」:

  • 确保 MySQL 数据库启用了 binlog 记录。通常,需要设置 MySQL 配置文件中的 log_bin 参数,并确保使用了 ROW 格式的 binlog。
  • 确保 MySQL 用户具备读取 binlog 的权限。通常需要创建一个具有 REPLICATION SLAVE 和 REPLICATION CLIENT 权限的专用用户。

「设置 Debezium MySQL Connector」:

  • database.hostname:MySQL 服务器的主机名或 IP 地址。
  • database.port:MySQL 服务器的端口。
  • database.user:用于连接的 MySQL 用户。
  • database.password:用户的密码。
  • database.server.id:MySQL 服务器的唯一标识符。
  • database.history.kafka.bootstrap.servers:Kafka 集群的地址,用于存储数据库历史信息。
  • database.include.list:要捕获数据的数据库列表。
  • table.include.list:要捕获数据的表列表。
  • 配置 Debezium MySQL Connector 实例,包括连接到 MySQL 数据库的参数、binlog 的位置和所需的数据库表等。

主要配置包括:

「启动 Debezium MySQL Connector」:

  • 启动 Debezium MySQL Connector 实例,它会连接到 MySQL 数据库并开始从 binlog 中捕获数据变更事件。

「捕获和处理数据变更」:

  • Debezium MySQL Connector 监控 binlog 文件的变化,捕获增量数据(插入、更新和删除操作)。
  • 每当 binlog 中有新的变更事件时,Debezium 将这些事件转换为标准化的 JSON 格式,并将其发送到 Kafka 主题或其他指定的目标系统。

「消费数据变更」:

  • 消费者应用从 Kafka 中读取这些变更事件,并进行进一步的处理,如数据分析、同步到目标数据库、更新数据仓库等。

「管理和监控」:

  • 监控 Debezium MySQL Connector 的运行状态,包括 binlog 读取位置、数据变更事件的处理情况等。
  • 处理可能的故障和数据同步问题,如重新启动 Connector 或处理连接中断等。

示例配置

以下是一个 Debezium MySQL Connector 的简单配置示例:

{
  "name": "mysql-source-connector",
  "config": {
    "connector.class": "io.debezium.connector.mysql.MySqlConnector",
    "tasks.max": "1",
    "database.hostname": "localhost",
    "database.port": "3306",
    "database.user": "debezium",
    "database.password": "dbz",
    "database.server.id": "184054",
    "database.server.name": "dbserver1",
    "database.include.list": "mydb",
    "table.include.list": "mydb.mytable",
    "database.history.kafka.bootstrap.servers": "localhost:9092",
    "database.history.kafka.topic": "dbhistory.fullfillment"
  }
}

总结

Debezium 使用 MySQL 的 binlog 实现增量数据抓取,通过配置 MySQL 和 Debezium Connector 来捕获和流式传输数据库的变更数据。该机制支持高效的实时数据同步和数据集成,为实时数据分析和处理提供了强大的支持。

debezium实现pgsql增量数据抓取的原理

Debezium 实现 PostgreSQL 增量数据抓取的原理基于 PostgreSQL 的逻辑复制(Logical Replication)功能。与 MySQL 的二进制日志(binlog)不同,PostgreSQL 使用逻辑复制流来捕获数据的变更。下面是详细的原理和步骤:

原理

  1. 「逻辑复制(Logical Replication)」:
  • PostgreSQL 的逻辑复制功能允许捕获数据库中的数据变更,并将这些变更以流的形式发送到订阅者。
  • 逻辑复制通过创建发布和订阅来实现。发布是源数据库中的数据变更流,订阅则是接收这些变更的目标系统。
  1. 「Debezium PostgreSQL Connector」:
  • Debezium 的 PostgreSQL Connector 连接到 PostgreSQL 数据库,通过逻辑复制流读取数据变更。
  • Debezium 负责解析 PostgreSQL 的逻辑复制流,将变更事件转换为标准化的 JSON 格式,并将其推送到消息队列(如 Apache Kafka)或其他目标系统。

步骤

  1. 「配置 PostgreSQL 数据库」:

wal_level = logical:设置写前日志(WAL)的级别为逻辑,以支持逻辑复制。

max_replication_slots = 4:设置最大复制槽的数量,确保可以创建足够的复制槽用于逻辑复制。

max_wal_senders = 4:设置最大 WAL 发送者的数量,确保数据库能够处理逻辑复制流。

启用逻辑复制功能。编辑 PostgreSQL 配置文件(postgresql.conf),设置以下参数:

配置发布。在 PostgreSQL 中创建发布,这样 Debezium Connector 可以从中订阅数据变更。例如:

CREATE PUBLICATION my_publication FOR TABLE my_table;
  1. 「创建逻辑复制槽」:

PostgreSQL 使用逻辑复制槽来管理数据变更流。Debezium 会自动创建一个逻辑复制槽用于捕获数据变更。

  1. 「设置 Debezium PostgreSQL Connector」:

connector.class:指定为 io.debezium.connector.postgresql.PostgresConnector。

database.hostname:PostgreSQL 服务器的主机名或 IP 地址。

database.port:PostgreSQL 服务器的端口。

database.user:用于连接的 PostgreSQL 用户。

database.password:用户的密码。

database.server.name:Debezium 的服务器名称,用于标识数据库源。

database.dbname:要捕获数据的数据库名称。

database.replication.slot.name:逻辑复制槽的名称。

database.publication.name:要订阅的发布名称。

plugin.name:用于解析逻辑复制流的插件名称(例如 pgoutput)。

database.history.kafka.bootstrap.servers:Kafka 集群的地址,用于存储数据库历史信息。

database.history.kafka.topic:Kafka 主题,用于存储数据库历史。

配置 Debezium PostgreSQL Connector,指定连接到 PostgreSQL 数据库的参数、要捕获的发布和表等。

主要配置包括:

3.「启动 Debezium PostgreSQL Connector」:

启动 Debezium PostgreSQL Connector 实例,它会连接到 PostgreSQL 数据库,并通过逻辑复制流捕获数据变更事件。

4.「捕获和处理数据变更」:

Debezium PostgreSQL Connector 监控逻辑复制流,捕获增量数据(插入、更新和删除操作)。

每当逻辑复制流中有新的变更事件时,Debezium 将这些事件转换为标准化的 JSON 格式,并将其发送到 Kafka 主题或其他指定的目标系统。

5.「消费数据变更」:

消费者应用从 Kafka 中读取这些变更事件,并进行进一步的处理,如数据分析、同步到目标数据库、更新数据仓库等。

6.「管理和监控」:

监控 Debezium PostgreSQL Connector 的运行状态,包括复制槽的状态、数据变更事件的处理情况等。

处理可能的故障和数据同步问题,如重新启动 Connector 或处理连接中断等。

示例配置

以下是一个 Debezium PostgreSQL Connector 的简单配置示例:

{
  "name": "postgres-source-connector",
  "config": {
    "connector.class": "io.debezium.connector.postgresql.PostgresConnector",
    "tasks.max": "1",
    "database.hostname": "localhost",
    "database.port": "5432",
    "database.user": "debezium",
    "database.password": "dbz",
    "database.server.name": "dbserver1",
    "database.dbname": "mydb",
    "database.replication.slot.name": "debezium_slot",
    "database.publication.name": "my_publication",
    "plugin.name": "pgoutput",
    "database.history.kafka.bootstrap.servers": "localhost:9092",
    "database.history.kafka.topic": "dbhistory.fullfillment"
  }
}

总结

Debezium 通过 PostgreSQL 的逻辑复制实现增量数据抓取,利用逻辑复制流捕获数据变更,并将其实时推送到目标系统。这种机制支持高效的实时数据同步和集成,适用于需要实时数据流的应用场景。

debezium实现mongodb增量数据抓取的原理和步骤

Debezium 实现 MongoDB 增量数据抓取的原理基于 MongoDB 的 Change Streams(变更流)功能。MongoDB 的 Change Streams 允许应用程序实时捕获数据库操作(如插入、更新和删除)。Debezium 利用这一功能实现对 MongoDB 数据库的增量数据捕获。

原理

  1. 「MongoDB Change Streams」:

MongoDB Change Streams 使应用能够订阅和监听数据库中的变更事件。

Change Streams 是基于 MongoDB 的复制集(Replica Sets)机制,通过监听操作日志(oplog)来获取数据变更。

支持对数据库、集合、文档级别的变更进行监听。

  1. 「Debezium MongoDB Connector」:

Debezium MongoDB Connector 使用 MongoDB 的 Change Streams 机制来捕获数据变更。

它从 MongoDB 读取变更事件,并将其转换为标准化的 JSON 格式,然后将数据推送到消息队列(如 Apache Kafka)或其他目标系统。

步骤

  1. 「配置 MongoDB 数据库」:

确保 MongoDB 数据库是以复制集模式运行,因为 Change Streams 仅在 MongoDB 复制集模式下可用。

例如,通过 rs.initiate() 命令来初始化 MongoDB 复制集。

  1. 「设置 Debezium MongoDB Connector」:

connector.class:指定为 io.debezium.connector.mongodb.MongoDbConnector。

tasks.max:设置最大任务数。

database.hostname:MongoDB 服务器的主机名或 IP 地址。

database.port:MongoDB 服务器的端口。

database.user:用于连接的 MongoDB 用户。

database.password:用户的密码。

database.server.name:Debezium 的服务器名称,用于标识数据库源。

database.dbname:要捕获数据的数据库名称。

database.collection:要捕获的集合(可选,如果不指定则会捕获所有集合)。

database.history.kafka.bootstrap.servers:Kafka 集群的地址,用于存储数据库历史信息。

database.history.kafka.topic:Kafka 主题,用于存储数据库历史。

配置 Debezium MongoDB Connector,指定连接到 MongoDB 数据库的参数,包括要捕获的数据库和集合等。

主要配置包括:

  1. 「启动 Debezium MongoDB Connector」:

启动 Debezium MongoDB Connector 实例,它会连接到 MongoDB 数据库,并通过 Change Streams 捕获数据变更事件。

  1. 「捕获和处理数据变更」:

Debezium MongoDB Connector 监控 Change Streams,捕获增量数据(插入、更新和删除操作)。

每当 Change Streams 中有新的变更事件时,Debezium 将这些事件转换为标准化的 JSON 格式,并将其发送到 Kafka 主题或其他指定的目标系统。

  1. 「消费数据变更」:

消费者应用从 Kafka 中读取这些变更事件,并进行进一步的处理,如数据分析、同步到目标数据库、更新数据仓库等。

  1. 「管理和监控」:

监控 Debezium MongoDB Connector 的运行状态,包括 Change Streams 的状态、数据变更事件的处理情况等。

处理可能的故障和数据同步问题,如重新启动 Connector 或处理连接中断等。

示例配置

以下是一个 Debezium MongoDB Connector 的简单配置示例:

{
  "name": "mongodb-source-connector",
  "config": {
    "connector.class": "io.debezium.connector.mongodb.MongoDbConnector",
    "tasks.max": "1",
    "database.hostname": "localhost",
    "database.port": "27017",
    "database.user": "debezium",
    "database.password": "dbz",
    "database.server.name": "dbserver1",
    "database.dbname": "mydb",
    "database.collection": "mycollection",
    "database.history.kafka.bootstrap.servers": "localhost:9092",
    "database.history.kafka.topic": "dbhistory.fullfillment"
  }
}

总结

Debezium 通过 MongoDB 的 Change Streams 实现增量数据抓取,利用 Change Streams 捕获数据变更,并将其实时推送到目标系统。这种机制支持高效的实时数据同步和集成,适用于需要实时数据流的应用场景。

cdc技术在Hbase上的应用

从 HBase 中读取变更数据以实现 CDC(Change Data Capture),可以通过以下几种方法和工具来实现:

1. 「HBase 的内置变更监控」

HBase 本身不提供直接的 CDC 功能,但可以利用一些内置或相关的机制来检测数据变更。

1.1 「使用 HBase 的 HBase 客户端」

「方法」:

  • 「定期扫描」:使用 HBase 客户端的扫描功能,定期扫描表以检测数据的变化。可以通过记录最后一次扫描的时间戳或版本来获取变化的数据。
  • 「RowKey 设计」:设计合适的 RowKey 以支持高效的变更检测。例如,将时间戳作为 RowKey 的一部分,可以帮助更轻松地检测时间范围内的变更。
1.2 「使用 HBase 的 put 操作」

「方法」:

  • 「Mutation Observer」:使用 put 操作的版本化功能来获取数据变更。如果数据表的设计允许,可以存储历史版本以便在查询时检测到变更。

2. 「结合 HBase 和 Kafka 实现 CDC」

2.1 「HBase + Kafka」

可以将 HBase 和 Kafka 结合使用,以实现数据变更的实时传输和处理。

「步骤」:

  • 「配置 HBase 的 Kafka Sink Connector」:将 HBase 的数据变化通过 Kafka Sink Connector 推送到 Kafka。这可以通过 HBase 的插件或自定义实现来完成。
  • 「从 Kafka 消费变更数据」:使用 Kafka Consumer 读取 Kafka 中的变更数据,并进行后续处理。
2.2 「使用 Apache Flume」

「方法」:

  • 「配置 Flume」:使用 Flume 的 HBase Sink 将数据流入 Kafka 或其他存储系统,并使用 Flume 的 Source 组件读取变更数据。
  • 「数据流处理」:在 Flume 中配置相关的 Source 和 Sink,以实现数据的流动和变更捕获。

3. 「使用 Apache Phoenix 实现 CDC」

「方法」:

  • 「Phoenix 的 Change Data Feed」:如果使用 Apache Phoenix(一个 HBase 的 SQL 层),Phoenix 提供了 Change Data Feed 功能,可以实现 CDC。

「步骤」:

  • 「启用 Change Data Feed」:在 Phoenix 中启用 Change Data Feed 功能,并使用 Phoenix SQL 查询变更数据。
  • 「处理变更」:使用 Phoenix 提供的功能,读取和处理变化的数据。

4. 「使用 Apache HBase 的 HBase-CDC」

「方法」:

  • 「HBase-CDC 插件」:Apache HBase 社区的 HBase-CDC 插件可以帮助实现 CDC 功能。它允许从 HBase 中提取数据变更并将其发送到 Kafka 或其他存储系统。

「步骤」:

  • 「配置 HBase-CDC 插件」:根据插件的文档配置和部署 HBase-CDC 插件。
  • 「集成和使用」:将插件与 Kafka 等系统集成,以实现变更数据的捕获和处理。

5. 「自定义 CDC 实现」

5.1 「自定义数据变更检测」

「方法」:

  • 「使用 HBase 的版本控制」:利用 HBase 中的版本控制功能,读取数据的历史版本,并通过比较版本来检测数据的变更。
  • 「时间戳和日志」:记录时间戳和变更日志,定期扫描并比较来检测数据变更。

「示例代码(基于 HBase 客户端的扫描)」:

import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;


import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;


public class HBaseCDC {
    private final Connection connection;
    private final TableName tableName;
    private long lastTimestamp;


    public HBaseCDC(Connection connection, TableName tableName) {
        this.connection = connection;
        this.tableName = tableName;
        this.lastTimestamp = System.currentTimeMillis(); // Initialize with current time
    }


    public void checkForChanges() throws IOException {
        Table table = connection.getTable(tableName);
        Scan scan = new Scan();
        scan.setFilter(new SingleColumnValueFilter(
                Bytes.toBytes("cf"),
                Bytes.toBytes("timestamp"),
                CompareFilter.CompareOp.GREATER,
                Bytes.toBytes(lastTimestamp)
        ));


        ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
        for (Result result : scanner) {
            System.out.println("Changed row: " + result);
        }


        // Update last checked timestamp
        lastTimestamp = System.currentTimeMillis();
        scanner.close();
    }


    public void close() throws IOException {
        connection.close();
    }
}

总结

虽然 HBase 本身不直接提供 CDC 功能,但可以通过以下方法实现类似功能:

  • 「使用 HBase 客户端的定期扫描」:定期查询数据变更。
  • 「结合 HBase 和 Kafka」:使用 Kafka 实现数据变更的实时传输。
  • 「使用 Phoenix 的 Change Data Feed」:如果使用 Apache Phoenix。
  • 「使用 HBase-CDC 插件」:实现 CDC 功能。
  • 「自定义实现」:基于 HBase 的版本控制和时间戳记录来检测变更。

根据实际需求和系统架构选择适合的方法来实现从 HBase 中读取数据变更。

cdc技术在ES上的应用

要实现从 Elasticsearch (ES) 中读取数据变化并应用 CDC (Change Data Capture) 技术,可以通过以下几种方法来实现数据的实时监控和处理:

1. 「使用 Elasticsearch 的变更数据捕获 (CDC) 机制」

虽然 Elasticsearch 本身并不直接提供 CDC 功能,但可以通过间接的方式来实现类似的功能:

1.1 「使用 Elasticsearch 的 Change Detection」

「Elasticsearch 的变更检测」:Elasticsearch 提供了基本的变更检测功能,如 _changes API,用于检测索引中的数据变化。但是,官方没有直接支持的 CDC 特性,所以需要自定义实现。

「方法:」

  • 「定期轮询」:使用定期轮询机制,通过查询 _search API 或 _changes API 来检查数据变更。可以设置定期查询(如每分钟),以获取自上次查询以来的变化。
  • 「基于时间戳的轮询」:记录上次查询的时间戳,每次轮询时通过时间戳过滤获取更新的数据。

1.2 「Elasticsearch 的 Scroll API」

「Scroll API」:如果需要处理大量数据,可以使用 Elasticsearch 的 Scroll API 进行大规模数据检索,适合于从大量数据中获取变化数据。

「方法:」

  • 「初始化 Scroll」:发起一个滚动查询,获取大量数据的快照。
  • 「逐步处理数据」:在获取数据时,处理每个批次,并记录上次处理的数据的状态或时间戳。

2. 「结合 Elasticsearch 和 Kafka 进行 CDC」

2.1 「使用 Elasticsearch 的 Kafka Connect Sink Connector」

「Kafka Connect」:将 Elasticsearch 作为 Kafka 的 Sink Connector 使用,这样可以将来自其他数据源的变更数据实时写入 Elasticsearch。虽然 Kafka Connect 本身没有专门的 CDC Sink Connector,但它可以与数据变更源(如数据库的 CDC 实现)配合使用。

「方法:」

  • 「配置 Kafka Connect」:使用 Kafka Connect 的 Sink Connector 将数据写入 Elasticsearch。虽然这主要用于将数据写入 Elasticsearch,但可以与源系统的 CDC 工具一起使用,以确保源数据变更能够写入 Kafka,从而影响 Elasticsearch。

2.2 「使用 Kafka 的 Kafka Connect Source Connector」

「Source Connector」:使用 Kafka Connect 的 Source Connector 从数据源(如数据库)捕获变更,然后将变更数据推送到 Kafka 中。

「方法:」

  • 「配置 Source Connector」:如 Debezium Connector 进行 CDC。
  • 「处理变更数据」:使用 Kafka 的消费端从 Kafka 中读取变更数据,并对其进行处理。

3. 「自定义实现 CDC」

3.1 「自定义变更监控」

「方法」:编写自定义代码,使用 Elasticsearch 的 API 检测数据变更。

「步骤:」

  • 「记录数据状态」:存储上次读取的数据的状态(如时间戳)。
  • 「定期查询」:定期查询 Elasticsearch,以获取自上次读取以来的变更。
  • 「处理变更」:处理检测到的变更,并采取适当的行动(如更新缓存、触发事件等)。

「示例代码(基于时间戳的查询)」:

import org.elasticsearch.action.search.SearchRequest;
import org.elasticsearch.action.search.SearchResponse;
import org.elasticsearch.client.RequestOptions;
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.elasticsearch.client.RestClientBuilder;
import org.elasticsearch.index.query.QueryBuilders;
import org.elasticsearch.search.builder.SearchSourceBuilder;


import java.io.IOException;
import java.time.Instant;


public class ElasticsearchCDC {
    private final RestHighLevelClient client;
    private Instant lastCheckedTime;


    public ElasticsearchCDC(RestClientBuilder builder) {
        this.client = new RestHighLevelClient(builder);
        this.lastCheckedTime = Instant.now(); // Initialize with current time
    }


    public void checkForChanges() throws IOException {
        SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("my-index");
        SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
        searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.rangeQuery("timestamp").gte(lastCheckedTime));
        searchRequest.source(searchSourceBuilder);


        SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);


        // Process changes
        searchResponse.getHits().forEach(hit -> {
            System.out.println("Changed document: " + hit.getSourceAsString());
        });


        // Update last checked time
        lastCheckedTime = Instant.now();
    }


    public void close() throws IOException {
        client.close();
    }
}

4. 「第三方工具」

4.1 「使用第三方的变更检测工具」

有一些开源或商业工具可以帮助实现对 Elasticsearch 中的数据变更进行监控和处理。例如,可以使用 Logstash、Beats 等工具来从 Elasticsearch 中提取和处理变更数据。

总结

虽然 Elasticsearch 本身不直接提供 CDC 功能,但可以通过以下方法实现类似功能:

  • 「使用 Elasticsearch 的 API 进行轮询」。
  • 「结合 Kafka 和 Elasticsearch」,通过 Kafka Connect 进行变更数据的实时处理。
  • 「自定义实现」,编写代码来监控和处理数据变更。

根据实际需求,选择合适的方法来实现从 Elasticsearch 中读取数据变更并进行处理。

责任编辑:武晓燕 来源: 海燕技术栈
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