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快看点丨技术干货｜如何利用 ChunJun 实现数据实时同步？

2023-04-24 14:17:00 来源：博客园

实时同步是 ChunJun 的⼀个重要特性，指在数据同步过程中，数据源与⽬标系统之间的数据传输和更新⼏乎在同⼀时间进⾏。

(资料图片仅供参考)

在实时同步场景中我们更加关注源端，当源系统中的数据发⽣变化时，这些变化会⽴即传输并应⽤到⽬标系统，以保证两个系统中的数据保持⼀致。这个特性需要作业运⾏过程中 source 插件不间断地频繁访问源端。在⽣产场景下，对于这类⻓时间运⾏、资源可预估、需要稳定性的作业，我们推荐使⽤ perjob 模式部署。

插件⽀持 JSON 脚本和 SQL 脚本两种配置⽅式，具体的参数配置请参考「ChunJun连接器文档」：https://sourl.cn/vxq6Zp

本文将为大家介绍如何使用 ChunJun 实时同步，以及 ChunJun ⽀持的 RDB 实时采集插件的特性、采集逻辑及其原理，帮助大家更好地理解 ChunJun 与实时同步。

如何使用 ChunJun 实时同步

为了让⼤家能更深⼊了解如何使⽤ ChunJun 做实时同步，我们假设有这样⼀个场景：⼀个电商⽹站希望将其订单数据从 MySQL 数据库实时同步到 HBase 数据库，以便于后续的数据分析和处理。

在这个场景中，我们将使⽤ Kafka 作为中间消息队列，以实现 MySQL 和 HBase 之间的数据同步。这样做的好处是 MySQL 表中变更可以实时同步到 HBase 结果表中，⽽不⽤担⼼历史数据被修改后 HBase 表未被同步。

如果在⼤家的实际应用场景中，不关⼼历史数据是否变更（或者历史数据根本不会变更），且业务表有⼀个递增的主键，那么可以参考本⽂之后的 JDBC-Polling 模式⼀节的内容。

· 数据源组件的部署以及 ChunJun 的部署这⾥不做详细描述

· 案例中的脚本均以 SQL 脚本为例，JSON 脚本也能实现相同功能，但在参数名上可能存在出⼊，使⽤ JSON 的同学可以参考上文「ChunJun 连接器」⽂档中的参数介绍

采集 MySQL 数据到 Kafka

● 数据准备

⾸先，我们在 Kafka 中创建⼀个名为 order_dml 的 topic，然后在 MySQL 中创建⼀个订单表，并插⼊⼀些测试数据。创建表的 SQL 语句如下：

-- 创建⼀个名为ecommerce_db的数据库，⽤于存储电商⽹站的数据CREATE DATABASE IF NOT EXISTS ecommerce_db;USE ecommerce_db;-- 创建⼀个名为orders的表，⽤于存储订单信息CREATE TABLE IF NOT EXISTS orders ( id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, -- ⾃增主键 order_id VARCHAR(50) NOT NULL, -- 订单编号，不能为空 user_id INT NOT NULL, -- ⽤户ID，不能为空 product_id INT NOT NULL, -- 产品ID，不能为空 quantity INT NOT NULL, -- 订购数量，不能为空 order_date TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP -- 订单⽇期，默认值为当前时间戳，不能为空);-- 插⼊⼀些测试数据到orders表INSERT INTO orders (order_id, user_id, product_id, quantity) VALUES ("ORD123", 1, 101, 2), ("ORD124", 2, 102, 1), ("ORD125", 3, 103, 3), ("ORD126", 1, 104, 1), ("ORD127", 2, 105, 5);

● 使用 Binlog 插件采集数据到 Kafka

为了表示数据的变化类型和更好地处理数据变化，实时采集插件一般会用 RowData（Flink 内部数据结构）中的 RowKind 记录⽇志中的数据事件（insert、delete 等）类型，binlog 插件也⼀样。而当数据被打到 Kafka 中时，RowKind 信息应该怎么处理呢？

这⾥我们就需要⽤到 upsert-kafka-x，upsert-kafka-x 会识别 RowKind。对各类时间的处理逻辑如下：

• insert 数据：序列化后直接打⼊

• delete 数据：只写 key，value 置为 null

• update 数据：分为⼀条 delete 数据和 insert 数据处理，即先根据主键删除原本的数据，再写⼊ update 后的数据

在下⼀步中我们再解释如何将 Kafka 中的数据还原到 HBase 或者其他⽀持 upsert 语义的数据库中，接下来我们来编写 SQL 脚本，实现 MySQL 数据实时采集到 Kafka 中的功能，示例如下：

CREATE TABLE binlog_source ( id int, order_id STRING, user_id INT, product_id int, quantity int, order_date TIMESTAMP(3) ) WITH ( "connector" = "binlog-x", "username" = "root", "password" = "root", "cat" = "insert,delete,update", "url" = "jdbc:mysql://localhost:3306/ecommerce_db?useSSL=false", "host" = "localhost", "port" = "3306", "table" = "ecommerce_db.orders", "timestamp-format.standard" = "SQL", "scan.parallelism" = "1" ); CREATE TABLE kafka_sink ( id int, order_id STRING, user_id INT, product_id int, quantity int, order_date TIMESTAMP(3),PRIMARY KEY (id) NOT ENFORCED ) WITH ( "connector" = "upsert-kafka-x", "topic" = "orders", "properties.bootstrap.servers" = "localhost:9092", "key.format" = "json", "value.format" = "json", "value.fields-include" = "ALL", "sink.parallelism" = "1" ); insert into kafka_sink select * from binlog_source u;

还原 Kafka 中的数据到 HBase

上述步骤中，我们通过 binlog-x 和 upsert-kafka-x，将 MySQL 中的数据实时采集到了 Kafka 中。解铃还须系铃⼈，我们可以通过 upsert-kafka-x 再去将 Kafka 中的数据解析成带有 upsert 语义的数据。

upsert-kafka-x 作为 source 插件时，会判断 Kafka 中数据的 value 是否为 null，如果 value 为 null 则标记这条数据的 RowKind 为 DELETE，否则将数据的 ROWKIND 标记为 INSERT。

ChunJun的 hbase-x 插件⽬前已经具备了 upsert 语句的能⼒，使⽤ hbase-x 即可将 Kafka 中的数据还原到 hbase中。接下来是 SQL 脚本示例，为了⽅便在 HBase 中查看数据结果，我们将 int 数据 cast 为 string 类型：

CREATE TABLE kafka_source ( id int, order_id STRING, user_id INT, product_id INT, quantity INT, order_date TIMESTAMP(3), PRIMARY KEY (id) NOT ENFORCED ) WITH ( "connector" = "upsert-kafka-x", "topic" = "orders", "properties.bootstrap.servers" = "localhost:9092", "properties.group.id" = "test_group", "key.format" = "json", "value.format" = "json", "scan.parallelism" = "1" ); CREATE TABLE hbase_sink( rowkey STRING, order_info ROW < order_id STRING, user_id STRING, product_id STRING, quantity STRING, order_date STRING >, PRIMARY KEY (rowkey) NOT ENFORCED ) WITH( -- 这⾥以hbase14为例，如果hbase版本是2.x，我们可以使⽤hbase2-x插件代替 "connector" = "hbase14-x", "zookeeper.quorum" = "localhost:2181", "zookeeper.znode.parent" = "/hbase", "table-name" = "ecommerce_db:orders", "sink.parallelism" = "1" ); INSERT INTO hbase_sink SELECT cast(id as STRING), ROW( cast(order_id as STRING), cast(user_id as STRING), cast(product_id as STRING), cast(quantity as STRING), cast(order_date as STRING) ) FROM kafka_source

Tips：如果我们不需要 Kafka 中间件，也可以使⽤ binlog-x 插件直接对接 hbase-x 插件。

ChunJun 支持的 RDB 实时采集插件

本节主要介绍 ChunJun 的 RDB 实时采集插件的特性、采集逻辑及其原理。

ChunJun 的 RDB 实时采集可以实时监视数据库中的更改，并在发⽣更改时读取数据变化，例如插⼊、更新和删除操作。使⽤ ChunJun 实时采集，我们可以实时获取有关数据库中更改的信息，从⽽能够及时响应这些更改，如此便可以帮助我们更好地管理和利⽤ RDB 数据库中的数据。

并且 ChunJun 提供了故障恢复和断点续传功能来确保数据的完整性。ChunJun 实时采集类插件的⼤致实现步骤如下：

· 连接数据库，确认读取点位，读取点位可以理解为⼀个 offset，如 Binlog 中，指⽇志的⽂件名和⽂件的 position 信息

· 根据读取点位开始读取 redolog，获取其中关于数据变更相关的操作记录

· 根据 tableName、操作事件（如insert、delete、update）等过滤信息过滤出需要的 log ⽇志

· 解析 log ⽇志，解析后的事件信息包括表名、数据库名、操作类型（插⼊、更新或删除）和变更的数据⾏等

· 将解析出来的数据会加⼯为 ChunJun 内部统⼀的 DdlRowData 供下游使⽤

ChunJun ⽬前已⽀持的实时采集 Connector 有：binlog(mysql)、oceanbasecdc、oraclelogminer、sqlservercdc。

Binlog 简介

ChunJun binlog 插件的主要功能是读取 MySQL 的⼆进制⽇志（binlog）⽂件。这些⽂件记录了所有对数据的更改操作，如插⼊、更新和删除等。⽬前，该插件依赖 Canal 组件来读取 MySQL 的 binlog ⽂件。

核⼼操作步骤如下：

• 确认读取点位：在 binlog 插件中，我们可以在脚本的 start 字段中直接指定 journal-name（binlog ⽂件名）和 position（⽂件的特定位置）

• 读取binlog：binlog 插件将⾃身伪装成 MySQL 的 Slave 节点，向 MySQL Master 发送请求，要求将 binlog ⽂件的数据流发送给它

• 故障恢复和断点续传：故障时，插件会记录当前的 binlog 位置信息，从 checkpoint/savepoint 恢复后，我们可以从上次记录的位置继续读取 binlog ⽂件，确保数据变化的完整性

使⽤ binlog 所需的权限在「binlog插件使⽤⽂档」中有详细说明，链接如下：

https://sourl.cn/mvae9m

OracleLogminer 简介

Logminer 插件借助 Oracle 提供的 Logminer ⼯具通过读取视图的⽅式获取 Oracle redolog 中的信息。

核⼼操作步骤如下：

01 定位需读取起始点位（start_scn）

⽬前 logminer ⽀持四种策略指定 StartScn：

· all：从 Oracle 数据库中最早的归档⽇志组开始采集(不建议使⽤)

· current：任务运⾏时的 SCN 号

· time：指定时间点对应的 SCN 号

· scn：直接指定 SCN 号

02 定位需要读取的结束点位(end_scn)

插件根据 start_scn 和 maxLogFileSize（默认5G）获取可加载的 redolog ⽂件列表，end_scn 取这个⽂件列表中最⼤的 scn 值。

03 加载 redo ⽇志到 Logminer

通过⼀个存储过程，将 scn 区间范围内的 redolog 加载到 Logminer ⾥。

04 从视图中读取数据

以 scn > ? 作为 where 条件直接查询 v$logmnr_contents 视图内的信息即可获取 redolog 中的数据。

05 重复1-4步骤，实现不断的读取

如标题。

06 故障恢复和断点续传

在发⽣故障时，插件会保存当前消费的 scn 号，重启时从上次的 scn 号开始读取，确保数据完整性。

• 关于该插件原理的详细介绍请参⻅「Oracle Logminer 实现原理说明⽂档」：

https://sourl.cn/6vqz4b

• 使⽤lominer插件的前提条件详⻅「Oracle配置LogMiner」:

https://sourl.cn/eteyZY

SqlServerCDC 简介

SqlServerCDC 插件依赖 SQL Server 的 CDC Agent 服务提供的视图获取 redolog 中的信息。

核⼼操作步骤如下：

01 定位需读取起始点位（from_lsn）

⽬前 SqlserverCDC 仅⽀持直接配置 lsn 号，如果 lsn 号未配置，则取数据库中当前最⼤的 lsn 号为 from_lsn。

02 定位需要读取的结束点位(to_lsn)

SqlserverCDC 插件定期地（可通过 pollInterval 参数指定）获取数据库中的最⼤ lsn 为 end_lsn。

03 从视图中读取数据

查询 Agent 服务提供的视图中 lsn 区间范围内的数据，过滤出需要监听的表及事件类型。

04 重复1-3步骤，实现不断的读取

如标题。

05 故障恢复和断点续传

在发⽣故障时，插件会保存当前消费的 lsn 号。重启时从上次的 lsn 号开始读取，确保数据完整性。

• 关于该插件原理的详细介绍请参⻅「Sqlserver CDC 实现原理说明⽂档」:

https://sourl.cn/5pQvEM

• 配置 SqlServer CDC Agent 服务详⻅「Sqlserver 配置 CDC ⽂档」:

https://sourl.cn/h5nd8j

OceanBaseCDC 简介

OceanBase 是蚂蚁集团开源的⼀款分布式关系型数据库，它使⽤⼆进制⽇志（binlog）记录数据变更。OceanBaseCDC 的实现依赖于 OceanBase 提供的 LogProxy 服务，LogProxy 提供了基于发布-订阅模型的服务，允许使⽤ OceanBase 的 logclient 订阅特定的 binlog 数据流。

OceanBaseCDC 启动⼀个 Listener 线程。当 logclient 连接到 LogProxy 后，Listener 会订阅经过数据过滤的 binlog，然后将其添加到内部维护的列表中。当收到 COMMIT 信息后，Listener 会将⽇志变更信息传递给⼀个阻塞队列，由主线程消费并将其转换为 ChunJun 内部的 DdlRowData，最终发送到下游。

JDBC-Polling 模式读

JDBC 插件的 polling 读取模式是基于 SQL 语句做数据读取的，相对于基于重做⽇志的实时采集成本更低，但 jdbc 插件做实时同步对业务场景有更⾼的要求：

· 有⼀个数值类型或者时间类型的递增主键

· 不更新历史数据或者不关⼼历史数据是否更新，仅关⼼新数据的获取

实现原理简介

• 设置递增的业务主键作为 polling 模式依赖的增量键

• 在增量读取的过程中，实时记录 increColumn 对应的值（state），作为下⼀次数据读取的起始点位

• 当⼀批数据读取完后，间隔⼀段时间之后依据 state 读取下⼀批数据

polling 依赖部分增量同步的逻辑，关于增量同步的更多介绍可以点击：

https://sourl.cn/UC8n6K

如何配置⼀个 jdbc-polling 作业

先介绍⼀下开启 polling 模式需要关注的配置项：

以 MySQL 为例，假设我们有⼀个存储订单信息的历史表，且订单的 order_id 是递增的，我们希望定期地获取这张表的新增数据。

CREATE TABLE order.realtime_order_archive ( order_id INT PRIMARY KEY COMMENT "订单唯⼀标识", customer_id INT COMMENT "客户唯⼀标识", product_id INT COMMENT "产品唯⼀标识", order_date TIMESTAMP COMMENT "订单⽇期和时间", payment_method VARCHAR(255) COMMENT "⽀付⽅式（信⽤卡、⽀付宝、微信⽀付等）", shipping_method VARCHAR(255) COMMENT "配送⽅式（顺丰速运、圆通速递等）", shipping_address VARCHAR(255) COMMENT "配送地址", order_total DECIMAL(10,2) COMMENT "订单总⾦额", discount DECIMAL(10,2) COMMENT "折扣⾦额", order_status VARCHAR(255) COMMENT "订单状态（已完成、已取消等）" );

我们可以这样配置 json 脚本的 reader 信息。

"name": "mysqlreader", "parameter": { "column" : [ "*" //这⾥假设我们读取所有字段，可以填写‘*’ ], "increColumn": "id", "polling": true, "pollingInterval": 3000, "username": "username", "password": "password", "connection": [ { "jdbcUrl": [ "jdbc:mysql://ip:3306/liuliu?useSSL=false" ], "schema":"order", "table": [ "realtime_order_archive" ] } ] } }

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