神州优车开源业界领先的增量数据同步中间件——DataLink
项目介绍
名称: DataLink['deitə liŋk]
译意: 数据链路,数据(自动)传输器
语言: 纯java开发(JDK1.8+)
定位: 满足各种异构数据源之间的实时增量同步,一个分布式、可扩展的数据同步系统
开源地址:https://github.com/ucarGroup/DataLink
此次开源为去除内部依赖后的版本(开源的是增量同步子系统),在集团内部datalink和阿里的datax还进行了深度集成,增量(datalink)+全量(datax)共同组成统一的数据交换平台
项目背景
随着神州优车集团业务的高速发展,各种各样的数据同步场景应运而生,原有的系统架构难以支撑复杂多变的业务需求,so,从2016年底开始,团队内部开始酝酿datalink这个产品。着眼于未来,我们的目标是打造一个新平台,满足各种异构数据源之间的实时增量同步,支撑公司业务的快速发展。在充分调研的基础之上,我们发现,没有任何一款开源产品能轻易的满足我们的目标,每个产品都有其明显的短板和局限性,所以最终的选项只有"自行设计"。但自行设计并不是凭空设计,现有的数据交换平台、已有的经验、大大小小的开源产品都是我们的设计根基,与其说是自行设计,倒不如说是站在巨人的肩膀上做了一次飞跃。由此诞生了DataLink这样一个产品,其产品特性主要如下:
- 满足各种异构数据源之间的实时增量同步,提供抽象模型,支持高可扩展
- 平台提供统一的基础设施(高可用、动态负载、同步任务管理、插件管理、监控报警、公用业务组件等等),让设计人员专注于同步插件开发,一次投入,长久受益
- 吸收、整合业内经验,在架构模型、设计方法论、功能特性、可运维、易用性上进行全面的升级,在前瞻性和扩展性上下足功夫,满足公司未来5-10年内的各种同步需求
应用现状
DataLink从2016年12月开始立项,第一版于2017年5月份上线,在神州优车集团内部服役到现在,基本上满足了公司所有业务线的同步需求,目前内部的同步规模大体如下
- 日均数据同步量800G+
- 涉及272个数据库实例之间的3208个同步映射
- 60台Worker+2台Manager机器的集群规模
架构简介
DataLink是典型管理系统架构,Manager(Web管理)+Worker(工作节点):
a. Manager负责Worker的负载均衡、集群的配置管理和系统监控
b. Worker核心功能是管理Task的生命周期,并配合Manager进行Re-Balance
下面对DataLink架构模型重点模块做概要介绍:
Manager
- Manager是整个DataLink集群的大脑
- Manager有三个核心功能
1)担任整个集群的负载均衡协调器:当集群出现状态变更时,第一时间进行Re-Balance
2)负责整个集群的配置管理:提供管理后台,配置发生变更时进行事件通知、缓存刷新等操作,保证系统能够获取到最新的变更
3)监控整个集群的健康状况,主要有:同步是否出现延迟、同步是否出现异常、数据同步TPS、数据同步吞吐量、机器健康状况检查等等
Group
- 分组是DataLink的一个核心概念,Worker和Task在运行之前必须先知道自己属于哪个分组
- 分组的目的是:实现组内自治、组间隔离,不同分组会有不同的参数配置、运行策略、高可用级别等等
Worker
- Worker必须归属于某个分组
- Worker的核心功能是管理Task的生命周期,并配合Manager进行Re-Balance
- Worker运行哪些Task受Manager的分配
Task
- Task的核心功能是进行数据同步
- 一个Task由一个TaskReader和多个TaskWriter组成,Reader和Writer使用独立的Classloader
- Task必须归属于某个分组
(Re-)Balance
- (Re-)Balance的定义:通过一定的负载均衡策略,使Task在Worker节点上均衡的分布
- (Re-)Balance的单位是Group,一个分组发生(Re-)Balance不会影响其它分组的正常运行
- 发生(Re-)Balance的时机
- Manager发生主备切换
- 新的Worker加入分组
- 某个Worker离开分组
- 新增Task
- 删除Task
Plugin
- 插件模型最大的意义在于解耦和复用,只需要提供一套基础框架,开发一系列同步插件,通过配置组合便可以支持"无限多"的同步场景
- 插件划分为两种:Reader插件和Writer插件,插件之间通过Task串联起来
- Task运行时,每个插件都有自己独立的Classloader,保证插件之间的jar包隔离
Mysql
- DataLink的运行需要依赖各种配置信息,这些配置信息统一保存到Mysql中
- DataLink在运行过程中会动态产生监控和统计数据,这些数据也统一保存到Mysql中
- 存储的配置信息主要有: 同步任务信息、工作节点信息、分组信息、数据源配置信息、映射规则信息、监控信息、角色权限信息等
Zookeeper
- Manager的高可用需要依赖于zookeeper,通过抢占和监听"/datalink/managers/active"节点,实现秒级switch
注:Worker的高可用并不依赖zookeeper,只要manager能够保证高可用,worker就是高可用的 - Task会将运行时信息注册到zookeeper,注册信息主要有两类
- Task的状态信息(运行、暂停还是出错),通过状态信息可以监控task的健康状况
- Task的position信息,通过postion信息可以查看当前的同步进度,也可以实现故障恢复
Netty&Jetty
- Manager使用Netty提供Tcp服务,用来监听Worker端发送的Coordinator信息(注:Netty只用来做高可用和负载均衡)
- Manager使用Jetty提供Http服务,主要用来提供web管理功能和接收Worker发送的监控和统计数据
- Worker使用Jetty提供Http服务,主要用来接收Manager发送的管理指令
Kafka-Client
- DataLink套用了kafka的(Re-)balance协议
- 在Worker端和Manager端分别定义了各自的Coordinate模块,这些模块都需要依赖kafka的client包
同步模型
插件体系
- 插件体系一般由两部分组成:Framework+Plugin,DataLink中的Framework主要指【TaskRuntime】,Plugin对应的是各种类型的【TaskReader&TaskWriter】
TaskRuntime
- 提供了Task的高层抽象、Task的运行时环境和Task的插件规范
TaskReader&TaskWriter
- 一个个具体的数据同步插件,遵从Task插件规范,功能自治,和TaskRuntime完全解耦,理论上插件数量可无限扩充
Task
- 一个个具体的数据同步插件,遵从Task插件规范,功能自治,和TaskRuntime完全解耦,理论上插件数量可无限扩充
- DataLink中数据同步的基本单位是Task,一个Worker进程中可以运行一批Task,一个运行中的Task由一个TaskReader和至少一个TaskWriter组成,即有:
1> 程序运行期,同一类型的插件在一个进程中可以有多个实例,实例个数取决于有多少个Task用到了该插件
2> 程序运行期,插件的生命周期归属于Task,在不同的生命周期阶段,依照Task的配置信息或相关指令,进行创建、初始化、运行或销毁等操作
3> 理论上,TaskReader和TaskWriter可动态任意组合(能否组合,主要取决于待组合的TaskWriter能否适配TaskReader的Record类型)
4> 理论上,每新增一种插件,可支持的同步场景可以成倍数的增加(具体几倍,和插件类型和当前已有的插件数量有关系),新增一个TaskReader,可新增的同步场景数量取决于已有TaskWriter的数量,反之亦然 - 目前,DataLink的TaskReader支持的类型有MYSQL、FLEXIBLEQ、HBASE,TaskWriter支持的类型有Rdbms、ElasticSearch、HDFS、HBASE、FLEXIBLEQ、SDDL
ClassLoader
- Datalink-Worker进程中,每个类型的插件,都有自己独立的classloader和classpath
- 原因很简单:class版本隔离的需要,DataLink中,可以开发任意多个插件,出现jar包冲突很正常,必须通过classloader隔离这些冲突
Contract
- Contract是针对某种类型的数据源定义的【数据模型】,是一份契约和规范,是最高层次的抽象,和编程语言无关,和具体平台无关,和DataLink也没有必然关系
- Contract是TaskReader和TaskWriter可任意组合的关键,TaskReader输出Contract数据,TaskWriter输入Contract数据,互不感知,但都理解Contract定义的【数据模型】
- Contract定义的【数据模型】的主要表现形式是Record,如:RdbEventRecord,HRecord
Adapt
- TaskReader
- 负责输出Contract数据,适配模式很简单,一对一,直接把底层数据组装成对应的Record即可,如:MysqlTaskReader对应RdbEventRecord
- TaskWriter
- 负责输入Contract数据,并写入目标数据源。TaskWriter可以接收不同类型的【数据模型】,内部由不同的Handler把不同【数据模型】的数据写入目标数据源
应用场景
DataLink可以支撑的常见应用场景有:
- ReSharding
- BigData
- CQRS
- EDA
- SearchBuild
- 基础参数共享
- 实时归档
- 数据镜像
- 数据库的迁库、拆库、合库以及灾备等等
- 具体介绍可参见git文档:https://github.com/ucarGroup/DataLink/wiki/1.9_%E6%B7%B1%E5%85%A5%E5%9C%BA%E6%99%AF
项目未来
datalink项目借鉴了很多开源产品的思想,这里要重点感谢的产品有:canal,otter,datax,yugong,databus,kafka-connect,ersatz
站在巨人的肩膀上,我们进行了开源,一方面回馈社区,一方面抛砖引玉
展望未来,我们希望这个项目能够活跃起来,为社区做出更大的贡献,内部的各种新特性也会尽快同步到开源版本,同时也希望有更多的人参与进来
目前内部正在规划中的功能有:
- 双机房(中心)同步
- 通用审计功能
- 各种同步工具
- 等
问题反馈
目前有关datalink的问题交流方式有如下几种,欢迎各位加入进行技术讨论。
- qq交流群: 758937055
- 邮件交流: tech_plat_data@ucarinc.com
- 报告issue:issues
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