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实时数仓投放主备链路Diff测试工具落地实践

一、背景 目前实时数仓提供的投放实时指标优先级别越来越重要,特别下游为规则引擎提供的数仓数据,直接对投放运营的广告投放产生直接影响,数据延迟或者异常均可能产生直接或者间接的资产损失;从投放管理平台的链路全景图投放全景图来看,目前投放是一个闭环的运行流程,实时数仓处于数据链路中的关键节点,实时数据直接支持规则引擎的自动化操作,以及投放管理平台的手动控盘;实时节点事故,将可能导致整个投放链路无法正常运行;为使投放链路达到99.9%的稳定性,需要对链路任务做相关的稳定性提升,优先级提升。 研发测试综合评估方案对投放实时链路增加一条备链路,投放需求迭代,通过备链路进行迭代修改,完成修改后进行主备链路Diff,确保Diff通过率99.9%,即可上线。 二、实现方案 数据准备:主备链路产出的数据分别实时写入到ODPS中。 数据采集:测试工具服务同时采集主备链路数据切片,保留2份同一个时间周期的数据。 数据降噪&Diff:工具采集数据后将进行第一步的降噪处理;主备数据开始对比&第二步降噪处理。 数据Diff结果:加工数据对比的结果,判断出每个字段的差异量,再最终判断出整体数据的差异量,给出结果。 三、搭建主备链路 实时链路解释:源头数据写入Kafka,Flink消费Kafka数据作为数据源(Source),结合属性字段做算子加工处理(Transformatin),处理结果写入Kafka(Sink),做下一步处理。经过一个个Flink任务节点加工分流到应用数据库中。 四、数据准备-数据切片 时间窗口切片 根据测试时间点,进行切片,取当天0点~执行时间段数据进行固定,确保数据不再更新。 业务场景切片 不同业务场景迭代进行切片,下发数据流提供多种下游场景数据,针对发生迭代的业务场景数据进行切片固定。如:fields_a='b' 五、主备链路数据Diff-去噪 数据漂移问题 问题现象:数据流在不断更新,同一条业务数据的数据流更新的最新的一条,主链路可能进入当天分区中,备链路可能进入到第二天分区中。 去噪方案:数据流取末尾1条数据。 数据更新频率问题 问题现象:同一条业务数据在更新过程中,主链路可能发生了10次更新,后面五次数据不发生改动,备链路只发生了5次更新。 去噪方案:同一个业务数据取数据流的N条数据。 数据更新时效问题 问题现象:同一条业务数据更新过程中,主链路更新三个数据为11.68、12.9、13.05;备链路更新三个数据为11.68、12.9、13.1;可以看出后面1次更新的数据并不一样。 去噪方案:同一个业务数据的数据流融合成一个list,主备相互判断末尾数据是否存在于对方截取的数据流list中。 属性字段值不统一问题 问题现象:存在空字符和null、0和0.0的情况,Diff结果为不通过,实际业务含义是OK的。 去噪方案:统一转换后进行Diff。 主备链路message字段解析属性字段不一致问题 问题现象:message字段存储数据JSON格式。同一条业务数据,主备链路解析的JSON对应的属性字段并不是完全一致的,两者之间存在差异。 去噪方案:通过代码解析出全量的属性字段,确保可以完全Diff。 message范本: {"fields_a":"20230628","fields_b":"2023-06-22 19:48:24","fields_c":"2","fields_d":"plan","fields_e":"3******","fields_f":"0.0","fields_g":"2","fields_h":"4*****","fields_i":"ext","fields_j":"binlog+odps","fields_k":"2","fields_l":"STATUS_*****","fields_m":"1********","fields_n":"孙**","fields_o":"2023-06-28T22:19:43.872"} 转换JSON: { "fields_a": "20230717", "fields_d": "plan", "fields_e": "3******", "fields_aj": "33761.125", "fields_p": "37934.0", "fields_r": "1250.412", "fields_s": "1250.412", "fields_t": "33761.125", "fields_w": "33761.125", "fields_m": "1*********", "fields_v": "33761.125", "fields_y": "33761.125", "fields_n": "孙**", "fields_z": "1250.412", "fields_ai": "27", "fields_ak": "", "fields_aa": "33761.125", "fields_ab": "33761.125", "fields_ac": "33761.0", "fields_al": "0.1002", "fields_i": "***", "fields_j": "***", "fields_k": "2", "fields_ad": "1.0", "fields_ak": "37934.0", "fields_x": "1250.412", "fields_y": "0.0", "fields_ag": "27", "fields_af": "27", "fields_ah": "0.0", "fields_al": "0.0", "fields_am": "0.0", "fields_ao": "37934.0", "fields_ap": "37934.0", "fields_an": "33761.125", "fields_aq": "1*********", "fields_ae": "27", "fields_o": "2023-07-17T23:59:00.103", "fields_ar": "0.1002" } 以上五点问题可以通过SQL进行去噪,整体去噪SQL范本如下: SET odps.sql.mapper.split.size = 64; SET odps.stage.joiner.num = 4000; SET odps.stage.reducer.num = 1999; CREATE TABLE table_diff AS SELECT a.fields_as AS fields_as_main ,b.fields_as AS fields_as_branch ,a.fields_at AS fields_at_main ,b.fields_at AS fields_at_branch ,a.fields_d AS fields_d_main ,b.fields_d AS fields_d_branch ,a.fields_i AS fields_i_main ,b.fields_i AS fields_i_branch ,a.fields_j AS fields_j_main ,b.fields_j AS fields_j_branch ,a.fields_aw AS fields_aw_main ,b.fields_aw AS fields_aw_branch ,a.fields_k_json_key AS fields_k_json_key_main ,b.fields_k_json_key AS fields_k_json_key_branch ,a.fields_k_json_key_list AS fields_k_json_key_list_main ,b.fields_k_json_key_list AS fields_k_json_key_list_branch ,CASE WHEN a.fields_k_json_key = b.fields_k_json_key THEN 0 WHEN b.fields_k_json_key_list RLIKE a.fields_k_json_key THEN 0 WHEN a.fields_k_json_key_list RLIKE b.fields_k_json_key THEN 0 ELSE 1 END AS fields_k_json_key_diff_flag FROM ( SELECT fields_as ,fields_at ,fields_d ,fields_i ,fields_j ,fields_aw ,MAX(CASE WHEN rn = 1 THEN fields_k_json_key END) AS fields_k_json_key ,CONCAT_WS(',',COLLECT_SET(fields_k_json_key)) AS fields_k_json_key_list FROM ( SELECT * ,CASE WHEN NVL(GET_JSON_OBJECT(message,'$.fields_k'),'') = '' THEN '---' WHEN GET_JSON_OBJECT(message,'$.fields_k') IN ('0','0.0') THEN '0-0-0' ELSE GET_JSON_OBJECT(message,'$.fields_k') END AS fields_k_json_key ,ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY fields_as,fields_at,fields_d,fields_i,fields_j,fields_aw ORDER BY offset DESC ) AS rn FROM table_main WHERE pt = 20230628 -- AND fields_i = 'realMetric' ) WHERE rn < 6 GROUP BY fields_as ,fields_at ,fields_d ,fields_i ,fields_j ,fields_aw ) a LEFT JOIN ( SELECT fields_as ,fields_at ,fields_d ,fields_i ,fields_j ,fields_aw ,MAX(CASE WHEN rn = 1 THEN fields_k_json_key END) AS fields_k_json_key ,CONCAT_WS(',',COLLECT_SET(fields_k_json_key)) AS fields_k_json_key_list FROM ( SELECT * ,CASE WHEN NVL(GET_JSON_OBJECT(message,'$.fields_k'),'') = '' THEN '---' WHEN GET_JSON_OBJECT(message,'$.fields_k') IN ('0','0.0') THEN '0-0-0' ELSE GET_JSON_OBJECT(message,'$.fields_k') END AS fields_k_json_key ,ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY fields_as,fields_at,fields_d,fields_i,fields_j,fields_aw ORDER BY offset DESC ) AS rn FROM table_branch WHERE pt = 20230628 -- AND fields_i = 'realMetric' and fields_d !='group' ) WHERE rn < 6 GROUP BY fields_as ,fields_at ,fields_d ,fields_i ,fields_j ,fields_aw ) b ON NVL(a.fields_as,'-00') = NVL(b.fields_as,'-00') AND NVL(a.fields_at,'-00') = NVL(b.fields_at,'-00') AND NVL(a.fields_d,'-00') = NVL(b.fields_d,'-00') AND NVL(a.fields_i,'-00') = NVL(b.fields_i,'-00') AND NVL(a.fields_j,'-00') = NVL(b.fields_j,'-00') AND NVL(a.fields_aw,'-00') = NVL(b.fields_aw,'-00') ; 字段去噪问题 问题现象:涉及字段逻辑修改的情况下,Diff结果是不通过的,影响Diff结果。 去噪方案:需要对逻辑修改的字段抛弃,不再判断发生逻辑修改的字段,通过Java灵活控制。 String[] jsonColumnListStrings = jsonColumnList.split(","); List<String> jsonColumnLists = new ArrayList<String>(); String[] iterationColumnStrings = iterationColumn.split(","); List<String> iterationColumnLists = Arrays.asList(iterationColumnStrings); for (String s:jsonColumnListStrings){ if(!iterationColumnLists.contains(s)){//判断字段是否为去噪字段 jsonColumnLists.add(s); } } 六、Diff结果分析 根据主备Diff合成的SQL可以产出对比的结果表,对执行结果分析既可以判断本次执行是否通过。 分析逻辑1:判断每一个对比字段通过占比 提供研发分析哪一个解析的字段通过率低. 分析逻辑2:判断所有字段通过占比总记录数 此指标即可判断本次Diff是否通过,如果占比99.9%,表示通过。 分析SQL样本: SELECT round(SUM(CASE WHEN fields_k_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_k_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_m_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_m_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_e_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_e_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_a_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_aratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_n_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_n_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_p_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_p_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_ac_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_ac_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_ar_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS fields_ar_ratio ,round(SUM(CASE WHEN fields_k_json_key_diff_flag = 0 AND fields_m_json_key_diff_flag = 0 AND fields_e_json_key_diff_flag = 0 AND fields_a_json_key_diff_flag = 0 AND fields_n_json_key_diff_flag = 0 AND fields_p_json_key_diff_flag = 0 AND fields_ac_json_key_diff_flag = 0 AND fields_ar_json_key_diff_flag = 0 THEN 1 ELSE 0 END) / COUNT(1) * 100,4) AS total_ratio ,COUNT(1) AS total_cnt FROM table_diff ; 七、工具服务化 后端服务化处理逻辑 主备对比SQL合成 将Diff的SQL植入到代码中,通过代码控制数据切片、去噪等场景,完成测试SQL合成。 for(String s:jsonColumnLists){ selectSql1 = selectSql1 + " case when NVL(GET_JSON_OBJECT(message,'$." + s + "'),'')='' then '---' when get_json_object(message,'$." + s + "') in ('0','0.0') then '0-0-0' else get_json_object(message,'$." + s + "') end AS " + s + "_json_key,"; selectSql2 = selectSql2 + " max(case when rn =1 then " + s + "_json_key end) as " + s + "_json_key,concat_ws(',',collect_set(" + s + "_json_key)) as " + s + "_json_key_list,"; mergeSql = mergeSql + " a." + s + "_json_key as " + s + "_json_key_main,b." + s + "_json_key as " + s + "_json_key_branch,a." + s + "_json_key_list as " + s + "_json_key_list_main,b." + s + "_json_key_list as " + s + "_json_key_list_branch,case when a." + s + "_json_key = b." + s + "_json_key then 0 when b." + s + "_json_key_list rlike a." + s + "_json_key then 0 when a." + s + "_json_key_list rlike b." + s + "_json_key then 0 else 1 end as " + s + "_json_key_diff_flag,"; } rowNumberSql ="ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY fields_as,fields_at,fields_d,fields_i,fields_j,fields_aw ORDER BY offset DESC ) AS rn "; selectSql1 = selectSql1 + rowNumberSql; whereSql1 = whereSql1 + bizdate + " AND fields_i = 'realMetric' "; String pretreatmentSqlMain = ""; String pretreatmentSqlBranch = ""; pretreatmentSqlBranch = selectSql2.substring(0,selectSql2.length()-1) + " from(" + selectSql1 + " from " + branchLinkTableName + whereSql1 + ")" + whereSql2 + groupSql.substring(0,groupSql.length()-1); pretreatmentSqlMain = selectSql2.substring(0,selectSql2.length()-1) + " from(" + selectSql1 + " from " + masterLinkTableName + whereSql1 + ")" + whereSql2 + groupSql.substring(0,groupSql.length()-1); mergeSql = mergeSql.substring(0,mergeSql.length()-1) + " from (" + pretreatmentSqlMain + ")a left join (" + pretreatmentSqlBranch + ")b " + joinSql.substring(0,joinSql.length()-3) + ";"; SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss"); String dateStr = simpleDateFormat.format(new Date()); this.resultDataCreateSql = "set odps.sql.mapper.split.size=64;set odps.stage.joiner.num=4000;set odps.stage.reducer.num=1999; create table du_temp.diff_main_branch_" + dateStr + "_test as " + mergeSql; log.info(resultDataCreateSql); this.resultDataTable = "du_temp.diff_main_branch_" + dateStr + "_test"; log.info(resultDataTable); //合成过滤结果数据的sql String resultSql = " select "; String totalResultSql = "round(sum(case when "; for(String s:jsonColumnLists){ resultSql = resultSql + " round(sum(case when " + s + "_json_key_diff_flag = 0 then 1 else 0 end)/count(1)*100,4) as " + s + "_ratio,"; totalResultSql = totalResultSql + " " + s + "_json_key_diff_flag = 0 and"; } this.resultDataFiltrate = resultSql + totalResultSql.substring(0,totalResultSql.length()-3) + " then 1 else 0 end)/count(1)*100,4) as total_ratio , count(1) as total_cnt from " + this.resultDataTable + ";"; log.info(resultDataFiltrate); Diff结果报告解析 ...} else if(testType.equals("主备diff")) { for (Map.Entry entry:testResultRecord.entrySet()) { List<String> listValue = (List<String>) entry.getValue(); this.resultData.put(entry.getKey().toString(),listValue.get(0)) ; if(Double.parseDouble(listValue.get(0))< 99.9 & !entry.getKey().toString().equals("total_cnt")){ this.failDetail.put(entry.getKey().toString(),listValue.get(0)) ; } } if(failDetail.size()>0){ this.testStatus = "失败"; }else { this.testStatus = "成功"; } } 平台可视化 创建任务 执行列表 结果报告-平台展示 如下图:一次执行失败的结果,通过率为99.8471,未达到99.99%。 结果报告-飞书通知 如下样例: 执行需求名称:主备Diff-521 执行者:*** 执行类型:主备Diff 执行编号:20230628204636 执行备链路表名:table_main 执行主链路表名:table_branch 执行备链路表分区:20230628 执行结果明细表:table_diff 执行结果明细汇总: fields_am_ratio:99.9958 fields_z_ratio:99.9826 fields_af_ratio:99.9856 fields_ba_ratio:99.9964 fields_al_ratio:99.9915 fields_ad_ratio:99.9873 fields_r_ratio:99.9826 fields_aa_ratio:99.9906 fields_ai_ratio:99.9856 fields_v_ratio:99.9917 fields_ak_ratio:99.9909 fields_m_ratio:99.9969 fields_ak_ratio:99.9945 fields_bb_ratio:99.9964 fields_bc_ratio:99.9957 fields_bd_ratio:99.9954 fields_ae_ratio:99.9856 fields_be_ratio:99.9952 fields_bf_ratio:99.9955 fields_t_ratio:99.9917 fields_ag_ratio:99.9856 fields_p_ratio:99.9909 fields_bg_ratio:99.9948 fields_a_ratio:99.9969 fields_d_ratio:99.9969 fields_x_ratio:99.9826 fields_an_ratio:99.9917 fields_ap_ratio:99.9909 fields_ar_ratio:99.9915 fields_y_ratio:99.9917 fields_bh_ratio:99.9955 fields_aj_ratio:99.9916 fields_bi_ratio:99.987 fields_ac_ratio:99.9908 fields_s_ratio:99.9826 fields_ab_ratio:99.9906 fields_i_ratio:99.9969 fields_bj_ratio:99.9951 fields_ah_ratio:99.9959 fields_k_ratio:99.9969 fields_e_ratio:99.9969 fields_bk_ratio:99.9962 fields_bl_ratio:99.8748 fields_al_ratio:99.9958 fields_j_ratio:99.9969 fields_bm_ratio:99.9951 fields_n_ratio:99.9969 fields_ao_ratio:99.9909 fields_w_ratio:99.9906 fields_bn_ratio:99.9965 fields_bo_ratio:99.9912 fields_bcrate_ratio:99.987 fields_y_ratio:99.9958 主备diff执行结果汇总数据: total_ratio:99.8471 total_cnt:714259 执行结果失败明细: fields_bl_ratio:99.8748 total_ratio:99.8471% 执行结果状态:失败 八、主备diff工具接入发布流程 投放备链路最终经过主备Diff工具测试通过的情况下,完成上线,目前相当于一条备用生产线。 后续版本迭代,需求上线前通过Diff工具验证通过,即可符合上线要求。 九、总结 实时计算不同于离线数仓,数据的稳定性和准确性很难把控,复杂的链路通过简单的测试无法保障整体数据的质量,双链路Diff的形式可以在迭代中更好保障实时数据的质量。 对于主备Diff的实现中:最大的痛点往往是数据的噪点非常的大,需要通过技术手段进行降噪,确保数据对比结果的准确性和可靠性。 *文/诗雨 本文属得物技术原创,更多精彩文章请看:得物技术官网 未经得物技术许可严禁转载,否则依法追究法律责任!

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服务器减少一半,TDengine在华自科技的落地实践

作者:宁龙 华自科技 小 T 导读:华自科技专注于自动化、信息化和智能化技术,为能源、环保、工业控制、水利等领域用户提供核心软硬件产品与系统解决方案,是多能物联技术领航企业。公司在电站及泵站自动化控制设备市场占有率全球领先,是联合国工业发展组织国际小水电中心控制设备制造基地。 物联网数据平台是电站及泵站智慧运维平台的核心组成,其整体架构如下: 物联网数据平台的数据来源主要为电站、水厂、储能站,通过数据网关,将各场站端的设备运行数据传输至云平台的消息队列(MQ)中,数据处理服务订阅MQ的消息,根据设定的规则引擎,进行实时数据处理,之后将数据存储落盘。数据服务API则根据业务需求提供包含实时数据和历史数据在内的数据API。 一、现状及痛点 对于历史数据,目前我们采用的MySQL分库分表方案来存储;实时数据会存储在Redis中。在测点数较少或者集控需求不是很多的场景下,基本满足需求。 历史数据 历史数据用MySQL存储,一个站点对应一个数据库;一个测点对应一张表,建表语句大致如下: CREATE TABLE `yc_测点id` ( `ts` datetime NOT NULL, `val` double NOT NULL ); 实时数据 实时数据缓存到Redis中,以测点Id为key,同时缓存数据上报的时间、测量值和质量值等信息。 数据计算查询 我们利用MySQL的各种函数、多表连接、应用程序内存计算等方式,计算出结果返回给前端,对于月、年等报表类的计算,则采用定时任务生成。 痛点 随着平台业务的发展,接入的站点越来越多,或者单站的测点数越来越多,问题逐渐凸显出来了。具体可以归纳为如下几个方面: 运维难 对于新接入的站点,首先得为这个站建立好数据库、数据表,增加了接站的工作量; 由于一个站对应着一个数据库,随着平台接入的站点越来越多,数据库不断增加,数据库的管理和备份成本不断提高; 随着测点的增加,缓存实时数据的单机Redis迟早有一天会撑不住,需要考虑维护Redis集群。 开发难 随着平台的业务发展,越来越多的站被接入平台,集控需求(跨站聚合分析需求)增加,跨库跨表的查询操作越来越多,这就增加了系统开发的难度,严重影响了系统响应速度和稳定性。 成本高 成本主要有两个方面,一个是人力成本高,由于开发、运维的难度增加,造成员工工作量增加,工作效率变低,从企业经营角度看,人力成本变高;另一个是硬件资源成本高,由于服务节点众多,占用的主机、内存和磁盘空间也会很多,购买或租用这些硬件资源需要支出更多费用。 二、技术选型 为了解决目前这些问题,我们决定重新进行技术选型,寻找替代方案,升级目前数据库存储方案。结合平台实际需要,我们确定了几个选型要求: 业务改动小:尽可能减少对现有业务的影响; 开源免费:必须是开源的,并且允许免费商用,最好也有商业版; 迭代更新:社区活跃,不断在迭代更新和发布新版本; 性能高:单机能支持每秒10万以上的插入效率; 开销低:服务节点少,占用的内存、CPU和磁盘空间少; 支持集群:能够集群部署,容量可水平扩展; 安装维护简单: 数据量较小的情况下,支持单机部署,并且占用资源较少; 我们了解了多款典型的时序数据库产品,最终InfluxDB、庚顿、麦杰、TimescaleDB、TDengine这几款进入了我们的考察范围。下面我们来具体看一下: 1. InfluxDB 在开源时序数据库领域长期霸榜,社区活跃,生态也比较丰富,性能也算中规中距,唯一的缺陷就是集群模块不开源。 2. 庚顿、麦杰 两者都是传统老牌工业领域的时序数据库王者,功能、性能都非常不错,唯一的缺点就是不开源,只有商业版,而且价格昂贵。 3. TimescaleDB 它是在PostgreSQL之上开发的一个插件,是基于关系数据库的时序数据库,对于我们现有的业务使用几乎无感知,上层可以继续用MyBatis、JPA等ORM框架,但它不是一个纯粹的时序数据库;另外,它对集群支持不好,不支持水平扩展。 4. TDengine 支持使用类SQL查询语言来插入或查询数据,内嵌消息队列和缓存机制、无历史数据与实时数据之分、分布式架构,支持线性扩展、支持多副本,无单点故障。看到官网的这些介绍,瞬间感觉TDengine就是为我们准备的,于是马上做了各种验证,结果表明,TDengine完全符号我们的选型要求。 为什么没有采用传统Hadoop生态 提到大数据,人们可能第一反应就会想到Hadopp生态。因此我们前期也考查过腾讯云的TBDS数据套件。说实话那一套东西真的是太笨重了,Hadoop、HBase、HDFS、ZooKeeper、Hive、Spark\Flink这系列的东西搞下来,还真不是一般团队能玩得转的,另外我司的业务场景不止云端服务,还有可能会私有化部署在站内,硬件条件可能也就是一两台状况一般的服务器。 三、TDengine存储模型设计 由于TDengine可以设置将最新一条数据存储在内存中,因此我们利用这个特性替换掉了用Redis存储实时数据这个环节,改成实时数据直接查询TDengine。 TDengine里有超级表的概念,每种设备对应一个超级表。这个超级表只负责存储这种类型的设备数据,数据存储采用横表存储。但是,这显然不符合我们的场景,因为在我们的场景里没有固定的某一设备对象,且每个测点的频率都可能不一致。 同时为了尽可能减少对现有业务的影响,我们将超表设计成如下结构: CREATE STABLE IF NOT EXISTS stb_站点id ( ts timestamp, val double ) TAGS (测id nchar(64)) TDengine的子表,可以在插入数据时动态创建,这是TDengine的一个很好用的功能。这样能省去创建子表的业务环节,降低了业务复杂度。子表结构如下: insert into 测点类型_测点id USING stb_站点id (测点id) VALUES ( ts, val,q) eg: insert into yc_15143115161750995367 USING stb_站点id ('15143115161750995367') VALUES ( ts, val,q) 四、使用到的TDengine特性 缓存(Cache) 我们直接使用TDengine提供的缓存(Cache)功能,替换了原有系统中的Redis。创建数据库直接开启cachelast=1,将每张表的最后一条记录缓存,应用程序通过last_row函数快速获取实时数据。 数据订阅(Publisher/Subscriber) 在我们的业务场景中有一类数据叫SOE事件告警数据,这类数据要实时动态在前端页面上滚动。原有做法是通过页面轮训来实现的,现在直接使用taos的数据订阅功能,配合WebSocket,可以优雅地实现这一功能,大大提升了用户体验。 其它一些很用的功能 比如降采样查询、多表聚合查询、各种标准函数等。 五、改造迁移 由于TDengine采用了类SQL的语法,支持MyBatis等ORM框架,因此对于老的业务,我们在代码层面的改动非常少,改动最多的就是将原来的MySQL函数结合应用代码的一些计算逻辑直接用TDengine的函数替换掉。 在试运行阶段,因为我们都是通过自研数据网关将数据通过TCP发送上来的,所以我们利用tcp-copy,将数据复制一份存到TDengine集群,然后通过业务系统观察和验证各项功能是否正常。 验证正常之后,就是历史数据的迁移了。由于TDengine的表结构与原来的MySQL存储结构基本类似,因此我们采用DataX的TDengine插件,很方便就将历史数据迁移过来了。 至此,我们就用TDengine替换了原有的存储架构。 总结 初始接触一个新产品,难免会遇到一些困难。好在办法总比困难多,在同事们的支持下,在TDengine的工程师们的支持下,我们总算是基本完成了这次实时数据存储查询的升级改造。 当前项目数据测点大概在18万左右,改造后数据存储周期由原来的5分钟减少到1秒钟,存储的数据维度更精细了,能为平台的智能诊断、智能分析服务提供更准确的数据支持,同时各业务场景下的计算查询性能也提升了不少,数据库服务器由原来的6台减少到目前的3个节点集群。 最后来个小广告 TD-Workbench 是一个基于Electron构建的,针对时序数据库TDengine的图形化管理工具。具有跨平台、易于使用、版本适应性强等特点。(gitee地址:https://gitee.com/bhdweb/tdengine-workbench) TD-Workbench是本人利用周末的时间,参考开源社区部分优秀代码设计并实现的,目前已经开源。这个仅代表我本人的业余好爱,与公司或某个组织无关,欢迎大家去star/fork。由于TDengine官方并未提供客户端GUI工具,社区目前能找到的两款工具都不是很完善。本工具是在TDengineGUI (https://gitee.com/skyebaobao/TDengineGUI) 基础上改造而来,部分源码来自此处。 作者介绍: 宁龙,码云昵称【村口的大爷】,目前就职于华自科技。后端程序猿一个,混迹Java界十余年,就爱写点代码。一杯茶一首歌,一个参数秀一天。 🌟近期taosAdapter已正式发布,支持从OpenTSDB等时序数据库向TDengine无缝迁移,欢迎阅读TDengine此前发布的技术文章,了解体验taosAdapter!

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百亿级存储+毫秒级写入:TDengine 在得物 APP 的落地实践

作者|Lynx 导语 :得物许多系统和场景都需要做流量的监控和防护,一天就能够产生数亿数据,写入速度达到万TPS,该数据量级无法用传统的关系型数据库处理。在对比了InfluxDB, OpenTSDB, Cassandra等时序数据库的性能后,最终选择 TDengine。 背景 作为一家互联网电商公司,得物有许多系统和场景都需要做流量的监控和防护,所以在深度定制化开源流控防护组件Sentinel时我们加入了许多功能,帮助提升各业务系统的流控防护。 备注:Sentinel组件地址: https://github.com/alibaba/Sentinel 在开发过程中,我们发现开源版本的Sentinel不支持流控数据持久化,而我们非常需要这样的功能:我们需要一款数据库,它能够承载大量的流量监控数据,并能对数据进行存储和高效查询。 目前在生产环境中,我们有数百个业务系统、数千台服务器接入了Sentinel,如此产生的流控数据无疑非常庞大。那么对于这个需求来说,选择一款适合的数据库无疑极为重要,一个好的选择就能够达到事半功倍的效果。 01 数据库选型 首先粗略估算一下当前数据量的理论上限: 目前生产环境拥有数千Sentinel Resources,而Sentinel的监控数据时间粒度按照秒来统计,那么一天理论上就能够产生 数亿 的数据, 理论写入数据的速度也将达到万TPS ,而且业务还在快速发展,可以预见的是数据量将会进一步爆炸,显而易见这个数据量级是无法使用传统关系数据库的。 因为内部有一些应用在使用TiDB,所以首先看了一下使用TiDB的可行性,但很快就放弃了,毕竟它作为一款分布式数据库,瞄准的完全不是监控数据这种时序特点非常强的场景。 排除之后我们就将调研重心放在了时序数据库上。 主流时序数据库里面都各有优缺点: InfluxDB,可能是应用范围最广的时序数据库,场景也合适;但集群功能需要商业版。 OpenTSDB,基于HBase,对于目前简单的需求来说太重了。 Cassandra,从找到的几份对比报告来看性能不太满足要求。 当准备继续了解Clickhouse时,被同事安利了一款 国产物联网大数据平台——TDengine 简单在网上了解了一下,发现风评不错,社区活跃度也高,后来就到官网上查阅了TDengine和其它数据库的对比报告,发现从性能上看也非常优秀。 于是我们就写了一个demo,简单使用了一下TDengine,整个过程中,在清晰的文档的帮助之下,学习成本尚可,所以我们最终决定使用TDengine。 02 数据结构与建模方式数据结构 数据结构 首先我们看一下Sentinel的流量数据是如何呈现的。 从上图中可以看出,左侧是应用列表,在每个应用的菜单中有独立的监控面板,在监控面板中又以资源的粒度,统计了所有资源的流量数据,例如通过QPS、拒绝QPS、响应时间等。 所以从前端呈现的角度来看,数据的唯一键应当是应用-资源。 然后我们在从内部实现角度看看数据的结构是怎么样的。 Sentinel客户端在每台服务器上统计了所有资源的流量数据,以秒的维度进行聚合,再记录到本地日志中。控制台通过调用客户端暴露的接口,获取采集的流量数据,再以服务的维度,将所有单机的流量数据进行聚合,存储在内存中。 所以我们需要存储的数据即是以应用-资源为唯一属性落入数据库中的。 数据建模 TDengine官方文档中建议的数据建模方式如下: 为充分利用其数据的时序性和其他数据特点,TDengine要求对 每个数据采集点单独建表 。 采用一个数据采集点一张表的方式,能最大程度的保证单个数据采集点的插入和查询的性能是最优的。 在TDengine的设计里, 表用来代表一个具体的数据采集点,超级表用来代表一组相同类型的数据采集点集合 。当为某个具体数据采集点创建表时,用户使用超级表的定义做模板,同时指定该具体采集点(表)的标签值。与传统的关系型数据库相比,表(一个数据采集点)是带有静态标签的,而且这些标签可以事后增加、删除、修改。 一张超级表包含有多张表,这些表具有相同的时序数据schema,但带有不同的标签值。 可以看到官方文档中建议的数据建模方式完全契合本场景的数据特点:一个应用-资源即为一张表,所有的应用-资源放在一张超级表中以便做聚合查询。所以在表结构的设计上,就使用了官方文档推荐的这种方式。 另外,在标签的选择上,虽然目前还没有聚合操作的需求,但是考虑到未来的聚合操作非常可能会以应用的维度来做,所以我们决定将一些应用的信息作为标签记录在表中。 03 整体架构 目前的整体架构图如上,各个接入了Sentinel的业务系统会向控制台定时发送心跳请求维持本机器的健康状态。 而控制台会定时轮询所有机器,拉取Sentinel客户端在业务系统中记录的监控数据,经过聚合处理后再向TDengine集群批量写入。 由于场景简单且并非作为主要的监控系统,且数据目前是可以接受少量丢失,故没有设计过多的失败处理机制。 04 技术选型 Connector 在Connector选择上,公司的主要开发语言就是Java,相关生态也都更完善,所以很自然地选择了 JDBC形式的Connector 。 另外JDBC的性能相较于HTTP方式也会更好一些,同时JDBC驱动还 支持节点不可用时自动切换节点 。 唯一不方便的是JDBC的方式则会 强依赖本地库函数 ,需要在客户端的机器上也安装TDengine,这样在项目部署阶段会稍微麻烦一些,不过整体来说是利大于弊的。 最近,官方更新了JDBC-RESTful的方式, 支持了跨平台功能。 由于公司服务器的操作系统都是Linux,没有跨平台的需求,所以还是继续使用JDBC-JNI的Connector。 数据库连接池与ORM 数据库连接池及ORM框架也选择了在公司内部主流的 Druid+Mybatis ,根据官网的Demo代码也能高效地完成接入。不过在Mybatis的使用上,只是在查询时使用了Mybatis,将ResultSet转为更方便处理的实体,而写入数据时则没有使用Mybatis,为了方便所以直接在内存中拼接好sql后进行执行。 总体来说,TDengine在适配主流框架方面很友好了,支持了 HikariCP、Druid、Spring JdbcTemplate、Mybatis 等,并且根据官网提供的Demo能够很快地实现接入,节省了大量时间,一些注意事项文档中都有清晰列出。 集群搭建 目前TDengine集群有三个物理节点,均为16核/64G内存/1T存储。 官方的集群搭建文档写的还是非常详尽的,直接按照文档进行傻瓜式操作就可以搭建起TDengine集群。 建库 在前期调研时发现,假定集群只有三台机器,如果数据量过大,副本数为3,相当于在每台机器上都存储了一份完整数据,以可能的数据量推测,存储和内存的压力都会较大,所以在建库时副本数选择设置为1。后续若集群规模扩大,TDengine也支持动态修改副本数,可以很轻松地完成到高可用集群的切换。 另外考虑到查询性能,将 blocks 设置为16, cache 设置为64MB。 CREATE DATABASE sentinel KEEP 365 DAYS 1 blocks 16 cache 64; 05 性能表现 目前TDengine承载了数百亿数据,在生产环境运行平稳,CPU使用率日常不到1%,内存使用率稳定在25%以下。 下图为集群中的一台机器的监控图表: 在使用早期TDengine版本(2.0.7.0)做调研时,内存方面是存在一些缺陷的,但是随着版本迭代,目前看内存问题已经得到了较好的解决。 写入性能 控制台的机器配置为4核16G,批量写入线程池设置的最大核心线程数为16,数据库连接池的最大线程数为20,实际使用约14。 写入流程如下: 对批量写入设置的最大写入条数为400,写入耗时如下: 可以看到,大批量的写入,耗时基本也能保持在10ms,属于比较理想的范围。目前还没有调整SQL语句最大长度,后续可能通过增加SQL语句长度的方式进一步优化写入性能。 查询性能 以下的耗时均未包含网络开销等,数据来自在客户端上进行指定SQL语句的查询。查询的超级表数据量级在百亿,以下给出了几个典型场景的耗时情况: last_row函数:8.6ms 8.8ms 5.6ms select last_row(*) from stable; 查询单个应用+资源某五分钟的所有数据:3.4ms 3.3ms 3.3ms select * from table where ts >= '2021-01-01 19:00:00' and ts < '2021-01-01 19:05:00'; 查询单个应用+资源某3小时内每2分钟的平均通过qps:1.4ms 1.3ms 1.4ms select avg(pass_qps) from table where ts >= '2021-01-01 19:00:00' and ts < '2021-01-01 22:00:00' interval (2m); 以服务维度分组查询一天内每两分钟的平均通过qps:2.34s 2.34s 2.35s select avg(pass_qps) from stable where ts >= '2021-01-01 00:00:00' and ts < '2021-01-02 00:00:00' interval (2m) group by appid; 值得一提的是,在2.0.7.0版本的TDengine中进行该查询效率在十几秒左右,当时认为是不可接受的,经过几个版本后优化效果显著; 以服务维度分组查询三天内每一小时的平均通过qps:2.17s 2.16s 2.17s select avg(pass_qps) from stable where ts >= '2021-01-01 00:00:00' and ts < '2021-01-03 00:00:00' interval (60m) group by appid; 不管是在大数据量范围的聚合查询,还是指定查询某一小区间内的全部数据,查询效率还是非常优异的。 并且与前期调研时的数据相比,新版本的查询性能优化了非常多,相信在未来的版本迭代中,会更进一步。 存储容量 目前Sentinel的数据没有使用副本,全量数据分散在三台机器中,根据计算得知TDengine对于Sentinel监控数据的压缩率达10%,相当可观。 06 总结 目前TDengine在得物暂时只是作为一款时序数据库小范围试点来使用,没有用到如流计算、内置查询函数等一些高级功能,其作为时序数据库的读写性能、存储表现都是令人满意的。 除此之外在运维难度和学习成本上也是意想不到的低,很轻松就能搭好一套可用的集群,这也是非常巨大的一个优势。另外TDengine的版本迭代非常快,一些在旧版本遇到的问题很快就得到了修复,并且在性能优化方面效果也是十分显著。 在调研、使用TDengine的这段时间,还有一个很重要的感受就是官方文档真的非常详尽,技术部分的文章深入浅出地讲解了TDengine的技术架构、技术设计等,能够学习到非常多东西;指南类的文章则步骤清晰简单,极大地降低了学习成本,让开发人员能够很快地完成框架适配、集群搭建、SQL编写等。 后续我们也会持续跟进TDengine的release notes,了解有哪些新featrue、优化点、bug fix等,在有必要的时候会进行版本升级。 期待TDengine的性能表现和稳定性能够不断提升,未来也会在其他合适的业务场景中作为技术选型的备选项之一,例如未来可能不仅需要存储聚合后的数据,可能还需要存储单机维度的流控数据。 注:本文数据基于2.0.7.0和2.0.12.1版本的TDengine。

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Nacos /nɑ:kəʊs/ 是 Dynamic Naming and Configuration Service 的首字母简称,一个易于构建 AI Agent 应用的动态服务发现、配置管理和AI智能体管理平台。Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务及AI智能体应用。Nacos 提供了一组简单易用的特性集,帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据、流量管理。Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。

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Spring框架(Spring Framework)是由Rod Johnson于2002年提出的开源Java企业级应用框架,旨在通过使用JavaBean替代传统EJB实现方式降低企业级编程开发的复杂性。该框架基于简单性、可测试性和松耦合性设计理念,提供核心容器、应用上下文、数据访问集成等模块,支持整合Hibernate、Struts等第三方框架,其适用范围不仅限于服务器端开发,绝大多数Java应用均可从中受益。

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Sublime Text具有漂亮的用户界面和强大的功能,例如代码缩略图,Python的插件,代码段等。还可自定义键绑定,菜单和工具栏。Sublime Text 的主要功能包括:拼写检查,书签,完整的 Python API , Goto 功能,即时项目切换,多选择,多窗口等等。Sublime Text 是一个跨平台的编辑器,同时支持Windows、Linux、Mac OS X等操作系统。

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