Hudi（四）集成Flink（2）

当前表，即读取最新的全量快照数据并一次性返回。通过参数 read.streaming.enabled 参数开启流读模式，通过 read.start-commit 参数指定起始消费位置，支持指定 earliest 从最早消费。

Yuan_CSDF

970人浏览 · 2023-05-31 22:21:08

Yuan_CSDF · 2023-05-31 22:21:08 发布

6、读取方式

6.1、流读（Streaming Query）

当前表默认是快照读取，即读取最新的全量快照数据并一次性返回。通过参数 read.streaming.enabled 参数开启流读模式，通过 read.start-commit 参数指定起始消费位置，支持指定 earliest 从最早消费。

1、WITH参数

名称	Required	默认值	说明
read.streaming.enabled	false	false	设置 true 开启流读模式
read.start-commit	false	最新 commit	指定 'yyyyMMddHHmmss' 格式的起始 commit（闭区间）
read.streaming.skip_compaction	false	false	流读时是否跳过 compaction 的 commits，跳过 compaction 有两个用途： 1）避免 upsert 语义下重复消费 (compaction 的 instant 为重复数据，如果不跳过，有小概率会重复消费) 2) changelog 模式下保证语义正确性 0.11开始，以上两个问题已经通过保留 compaction 的 instant time 修复
clean.retain_commits	false	10	cleaner最多保留的历史commits数，大于此数量的历史commits会被清理掉，changelog模式下，这个参数可以控制changelog的保留时间，例如checkpoint周期为5分钟一次，默认最少保留50分钟的时间。

注意：当参数read.streaming.skip_compaction打开并且streaming reader消费落后于clean.retain_commits数时，流读可能会丢失数据。从0.11开始，compaction不会再变更record的 instant time，因此理论上数据不会再重复消费，但是还是会重复读取并丢弃，因此额外的开销还是无法避免，对性能有要求的话还是可以开启此参数。

CREATE TABLE t5(
  uuid VARCHAR(20) PRIMARY KEY NOT ENFORCED,
  name VARCHAR(10),
  age INT,
  ts TIMESTAMP(3),
  `partition` VARCHAR(20)
) WITH (
  'connector' = 'hudi',
  'path' = '/tmp/hudi_flink/t5',
  'table.type' = 'MERGE_ON_READ',
  'read.streaming.enabled' = 'true',
  'read.streaming.check-interval' = '4'   -- 默认60s
);


insert into t5 select * from sourceT;

select * from t5;

6.2、增量读取（Incremental Query）

从 0.10.0 开始支持。

如果有增量读取 batch 数据的需求，增量读取包含三种场景。

（1）Stream 增量消费，通过参数 read.start-commit 指定起始消费位置；

（2）Batch 增量消费，通过参数 read.start-commit 指定起始消费位置，通过参数 read.end-commit 指定结束消费位置，区间为闭区间，即包含起始、结束的 commit

（3）TimeTravel：Batch 消费某个时间点的数据：通过参数 read.end-commit 指定结束消费位置即可（由于起始位置默认从最新，所以无需重复声明）

WITH 参数

名称	Required	默认值	说明
read.start-commit	false	默认从最新 commit	支持 earliest 从最早消费
read.end-commit	false	默认到最新 commit

7、限流

如果将全量数据(百亿数量级)和增量先同步到kafka，再通过flink流式消费的方式将库表数据直接导成hoodie表，因为直接消费全量部分数据：量大（吞吐高）、乱序严重（写入的partition随机），会导致写入性能退化，出现吞吐毛刺，这时候可以开启限速参数，保证流量平稳写入。
WITH参数

名称	Required	默认值	说明
write.rate.limit	false	0	默认关闭限速

8、写入方式

8.1、CDC数据同步

CDC数据保存了完整的数据库变更，当前可通过两种途径将数据导入hudi:

        第一种：通过cdc-connector直接对接DB的binlog将数据导入hudi，优点是不依赖消息队列，缺点是对db server造成压力。
        第二种：对接cdc format消费kafka数据导入hudi，优点是可扩展性强，缺点是依赖kafka。
        注意：如果上游数据无法保证顺序，需要指定write.precombine.field字段

8.2、离线批量导入

如果存量数据来源于其他数据源，可以使用批量导入功能，快速将存量数据导成 Hoodie 表格式。

1、原理

批量导入省去了avro的序列化以及数据的merge过程，后续不会再有去重操作，数据的唯一性需要自己来保证。
bulk_insert需要在Batch Execuiton Mode下执行更高效，Batch模式默认会按照partition path排序输入消息再写入Hoodie，避免file handle频繁切换导致性能下降。
1. SET execution.runtime-mode=batch;
2. SET execution.checkpointing.interval=0;
bulk_insert write task的并发通过参数write.tasks指定，并发的数量会影响到小文件的数量，理论上，bulk_insert write task的并发数就是划分的bucket数，当然每个bucket在写到文件大小上限（parquet 120MB）的时候会rollover到新的文件句柄，所以最后：写文件数量>=bulk_insert write task数。

2、WITH参数

名称	Required	默认值	说明
write.operation	true	upsert	配置 bulk_insert 开启该功能
write.tasks	false	4	bulk_insert 写 task 的并发，最后的文件数 >=write.tasks
~~write.bulk_insert.shuffle_by_partition~~ write.bulk_insert.shuffle_input （从 0.11 开始）	false	true	是否将数据按照 partition 字段 shuffle 再通过 write task 写入，开启该参数将减少小文件的数量但是可能有数据倾斜风险
~~write.bulk_insert.sort_by_partition~~ write.bulk_insert.sort_input （从 0.11 开始）	false	true	是否将数据线按照 partition 字段排序再写入，当一个 write task 写多个 partition，开启可以减少小文件数量
write.sort.memory		128	sort 算子的可用 managed memory（单位 MB）

8.3、全量接增量

如果已经有全量的离线Hoodie表，需要接上实时写入，并且保证数据不重复，可以开启index bootstrap功能。
如果觉得流程冗长，可以在写入全量数据的时候资源调大直接走流模式写，全量走完接新数据再将资源调小（或者开启限流功能）。

WITH参数

名称	Required	默认值	说明
index.bootstrap.enabled	true	false	开启索引加载，会将已存表的最新数据一次性加载到 state 中
index.partition.regex	false	*	设置正则表达式进行分区筛选，默认为加载全部分区

9、写入模式

9.1、Changelog模式

如果希望Hoodie保留消息的所有变更（I/-U/U/D），之后接上Flink引擎的有状态计算实现全链路近实时数仓生产（增量计算），Hoodie的MOR表通过行存原生支持保留消息的所有变更（format层面的集成），通过流读MOR表可以消费到所有的变更记录。

1、WITH参数

名称	Required	默认值	说明
changelog.enabled	false	false	默认是关闭状态，即 UPSERT 语义，所有的消息仅保证最后一条合并消息，中间的变更可能会被 merge 掉；改成 true 支持消费所有变更。

批（快照）读仍然会合并所有的中间结果，不管format是否已存储中间状态。

开启changelog.enabled参数后，中间的变更也只是Best Effort:异步的压缩任务会将中间变更合并成1条，所以如果流读消费不够及时，被压缩后只能读到最后一条记录。当然，通过调整压缩的buffer时间可以预留一定的时间buffer给reader，比如调整压缩的两个参数：

compaction.delta_commits:5

compaction.delta_seconds: 3600

        说明：
        Changelog 模式开启流读的话，要在 sql-client 里面设置参数：
        set sql-client.execution.result-mode=tableau;
        或者
        set sql-client.execution.result-mode=changelog;
        否则中间结果在读的时候会被直接合并。（参考：https://nightlies.apache.org/flink/flink-docs-release-1.13/docs/dev/table/sqlclient/#running-sql-queries）

2、流读 changelog

仅在0.10.0支持，本feature为实验性。

开启changelog模式后，hudi会保留一段时间的changelog供下游consumer消费，我们可以通过流读ODS层changelog接上ETL逻辑写入到DWD层，如下图的pipeline：

流读的时候我们要注意changelog有可能会被compaction合并掉，中间记录会消除，可能会影响计算结果，需要关注sql-client的属性（result-mode）同上。

3、案例演示

-- 使用changelog
CREATE TABLE t6(
  id int PRIMARY KEY NOT ENFORCED,
  age INT
) WITH (
  'connector' = 'hudi',
  'path' = '/tmp/hudi_flink/t6',
  'table.type' = 'MERGE_ON_READ',
  'read.streaming.enabled' = 'true',
  'read.streaming.check-interval' = '4',
  'changelog.enabled' = 'true'
);


insert into t6 values(1,1);
insert into t6 values(1,2);

select * from t6;  可以获取最新的数据，一条
select * from t6/*+ OPTIONS('read.start-commit'='earliest')*/; 可以获取2条


-- 不使用changelog
CREATE TABLE t6_v(
  id int PRIMARY KEY NOT ENFORCED,
  age INT
) WITH (
  'connector' = 'hudi',
  'path' = '/tmp/hudi_flink/t6',
  'table.type' = 'MERGE_ON_READ',
  'read.streaming.enabled' = 'true',
  'read.streaming.check-interval' = '4'
);
select * from t6/*+ OPTIONS('read.start-commit'='earliest')*/; 只会获取1条，读时合并

9.2、Append模式

从0.10开始支持
对于INSERT模式：

MOR默认会apply小文件策略：会追加写avro log文件
COW每次直接写新的parquet文件，没有小文件策略

Hudi支持丰富的Clustering策略，优化INSERT模式下的小文件问题：

1、Inline Clustering

只有Copy On Write表支持该模式

名称	Required	默认值	说明
write.insert.cluster	false	false	是否在写入时合并小文件，COW 表默认 insert 写不合并小文件，开启该参数后，每次写入会优先合并之前的小文件（不会去重），吞吐会受影响

2、Async Clustering

从 0.12 开始支持

（1）WITH参数

名称	Required	默认值	说明
clustering.schedule.enabled	false	false	是否在写入时定时异步调度 clustering plan，默认关闭
clustering.delta_commits	false	4	调度 clsutering plan 的间隔 commits， clustering.schedule.enabled 为 true 时生效
clustering.async.enabled	false	false	是否异步执行 clustering plan，默认关闭
clustering.tasks	false	4	Clustering task 执行并发
clustering.plan.strategy.target.file.max.bytes	false	1024 * 1024 * 1024	Clustering 单文件目标大小，默认 1GB
clustering.plan.strategy.small.file.limit	false	600	小于该大小的文件才会参与 clustering，默认600MB
clustering.plan.strategy.sort.columns	false	N/A	支持指定特殊的排序字段
clustering.plan.partition.filter.mode	false	NONE	支持 NONE：不做限制 RECENT_DAYS：按时间（天）回溯 SELECTED_PARTITIONS：指定固定的 partition
clustering.plan.strategy.daybased.lookback.partitions	false	2	RECENT_DAYS 生效，默认 2 天

（2）Clustering Plan Strategy

支持定制化的 clustering 策略。

名称	Required	默认值	说明
clustering.plan.partition.filter.mode	false	NONE	支持 NONE：不做限制 RECENT_DAYS：按时间（天）回溯 SELECTED_PARTITIONS：指定固定的 partition
clustering.plan.strategy.daybased.lookback.partitions	false	2	RECENT_DAYS 生效，默认 2 天
clustering.plan.strategy.cluster.begin.partition	false	N/A	SELECTED_PARTITIONS 生效，指定开始 partition(inclusive)
clustering.plan.strategy.cluster.end.partition	false	N/A	SELECTED_PARTITIONS 生效，指定结束 partition(incluseve)
clustering.plan.strategy.partition.regex.pattern	false	N/A	正则表达式过滤 partitions
clustering.plan.strategy.partition.selected	false	N/A	显示指定目标 partitions，支持逗号 , 分割多个 partition

10、Bucket索引

从0.11开始支持

默认的flink流式写入使用state存储索引信息：primarykey到fileId的映射关系。当数据量比较大的时候，state的存储开销可能成为瓶颈，bucket索引通过固定的hash策略，将相同key的数据分配到同一个fileGroup中，避免了索引的存储和查询开销。

1、WITH参数

名称	Required	默认值	说明
index.type	false	FLINK_STATE	设置BUCKET开启Bucket索引功能
hoodie.bucket.index.hash.field	false	主键	可以设置成主键的子集
hoodie.bucket.index.num.buckets	false	4	默认每个partition的bucket数，当前设置后则不可再变更。

2、和state索引的对比：
（1）bucket index没有state的存储计算开销，性能较好。
（2）bucket index无法扩buckets，state index则可以依据文件的大小动态扩容。
（3）bucket index不支持跨partition的变更(如果输入是cdc流则没有这个限制)，state index没有限制。

11、Hudi Catalog

将表的元数据持久化。从0.12.0开始支持，通过catalog可以管理flink创建的表，避免重复建表操作，另外hms模式的catalog支持自动补全hive同步参数。

DFS模式Catalog SQL样例：

CREATE CATALOG hoodie_catalog
  WITH (
    'type'='hudi',
    'catalog.path' = '${catalog 的默认路径}',
    'mode'='dfs' 
  );

Hms模式Catalog SQL样例：

CREATE CATALOG hoodie_catalog
  WITH (
    'type'='hudi',
    'catalog.path' = '${catalog 的默认路径}',
    'hive.conf.dir' = '${hive-site.xml 所在的目录}',
    'mode'='hms' -- 支持 'dfs' 模式通过文件系统管理表属性
  );

1、With参数

名称	Required	默认值	说明
catalog.path	true	--	默认的 catalog 根路径，用作表路径的自动推导，默认的表路径：${catalog.path}/${db_name}/${table_name}
default-database	false	default	默认的 database 名
hive.conf.dir	false	--	hive-site.xml 所在的目录，只在 hms 模式下生效
mode	false	dfs	支持 hms模式通过 hive 管理元数据
table.external	false	false	是否创建外部表，只在 hms 模式下生效

2、使用dfs方式

1、创建sql-client初始化sql文件

vim /opt/module/flink-1.13.2/conf/sql-client-init.sql

CREATE CATALOG hoodie_catalog
  WITH (
    'type'='hudi',
    'catalog.path' = '/tmp/hudi_catalog',
    'mode'='dfs' 
  );

USE CATALOG hoodie_catalog;

2、指定sql-client启动时加载sql文件

hadoop fs -mkdir /tmp/hudi_catalog

bin/sql-client.sh embedded -i conf/sql-client-init.sql -s yarn-session

需要先创建库

3、建库建表插入

create database test;
use test;

create table t2(
  uuid varchar(20),
  name varchar(10),
  age int,
  ts timestamp(3),
  `partition` varchar(20),
primary key (uuid) not enforced
)
with (
  'connector' = 'hudi',
  'path' = '/tmp/hudi_catalog/default/t2',
  'table.type' = 'MERGE_ON_READ'
);

insert into t2 values('1','zs',18,TIMESTAMP '1970-01-01 00:00:01','a');

4、退出sql-client，重新进入，表信息还在

use test;
show tables;
select * from t2;

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