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标题:
DataX插件二次开发指南
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作者:
麻花痒
时间:
2023-2-7 11:53
标题:
DataX插件二次开发指南
一、 DataX为什么要使用插件机制?
从设计之初,DataX就把异构数据源同步作为自身的使命,为了应对不同数据源的差异、同时提供一致的同步原语和扩展能力,DataX自然而然地采用了框架 + 插件 的模式:
插件只需关心数据的读取或者写入本身。
而同步的共性问题,比如:类型转换、性能、统计,则交由框架来处理。
作为插件开发人员,则需要关注两个问题:
数据源本身的读写数据正确性。
如何与框架沟通、合理正确地使用框架。
二、插件视角看框架
逻辑执行模型
插件开发者基本只需要关注特定数据源系统的读和写,以及自己的代码在逻辑上是怎样被执行的,哪一个方法是在什么时候被调用的。开发之前需要明确以下概念:
Job: Job是DataX用以描述从一个源头到一个目的端的同步作业,是DataX数据同步的最小业务单元。比如:从一张mysql的表同步到odps的一个表的特定分区。
Task: Task是为最大化而把Job拆分得到的最小执行单元。比如:读一张有1024个分表的mysql分库分表的Job,拆分成1024个读Task,用若干个并发执行。
TaskGroup: 描述的是一组Task集合。在同一个TaskGroupContainer执行下的Task集合称之为TaskGroup
JobContainer: Job执行器,负责Job全局拆分、调度、前置语句和后置语句等工作的工作单元。类似Yarn中的JobTracker
TaskGroupContainer: TaskGroup执行器,负责执行一组Task的工作单元,类似Yarn中的TaskTracker。
简而言之,
Job拆分成Task,在分别在框架提供的容器中执行,插件只需要实现Job和Task两部分逻辑
。
物理执行模型
框架为插件提供物理上的执行能力(线程)。DataX框架有三种运行模式:
Standalone: 单进程运行,没有外部依赖。
Local: 单进程运行,统计信息、错误信息汇报到集中存储。
Distrubuted: 分布式多进程运行,依赖DataX Service服务。
当然,上述三种模式对插件的编写而言没有什么区别,你只需要避开一些小错误,插件就能够在单机/分布式之间无缝切换了。
当JobContainer和TaskGroupContainer运行在同一个进程内时,就是单机模式(Standalone和Local);当它们分布在不同的进程中执行时,就是分布式(Distributed)模式。
编程接口
Job和Task的逻辑是怎么对应到具体的代码中的?
首先,插件的入口类必须扩展Reader或Writer抽象类,并且实现分别实现Job和Task两个内部抽象类,Job和Task的实现必须是
内部类
的形式,原因见
加载原理
一节。以Reader为例:
public class SomeReader extends Reader {
public static class Job extends Reader.Job {
@Override
public void init() {
}
@Override
public void prepare() {
}
@Override
public List<Configuration> split(int adviceNumber) {
return null;
}
@Override
public void post() {
}
@Override
public void destroy() {
}
}
public static class Task extends Reader.Task {
@Override
public void init() {
}
@Override
public void prepare() {
}
@Override
public void startRead(RecordSender recordSender) {
}
@Override
public void post() {
}
@Override
public void destroy() {
}
}
}
复制代码
Job接口功能如下:
init: Job对象初始化工作,此时可以通过super.getPluginJobConf()获取与本插件相关的配置。读插件获得配置中reader部分,写插件获得writer部分。
prepare: 全局准备工作,比如mysqlwriter在写入新数据之前执行一个truncate table的操作、读取Hive数据之前,完成Kerberos认证等。
split: 拆分Task。参数adviceNumber框架建议的拆分数,一般是运行时所配置的并发度。值返回的是Task的配置列表。
post: 全局的后置工作,比如mysqlwriter同步完影子表后的rename操作。
destroy: Job对象自身的销毁工作。
Task接口功能如下:
init:Task对象的初始化。此时可以通过super.getPluginJobConf()获取与本Task相关的配置。这里的配置是Job的split方法返回的配置列表中的其中一个。
prepare:局部的准备工作。
startRead: 从数据源读数据,写入到RecordSender中。RecordSender会把数据写入连接Reader和Writer的缓存队列。
startWrite:从RecordReceiver中读取数据,写入目标数据源。RecordReceiver中的数据来自Reader和Writer之间的缓存队列。
post: 局部的后置工作。
destroy: Task象自身的销毁工作。
需要注意的是:
Job和Task之间一定不能有共享变量,因为分布式运行时不能保证共享变量会被正确初始化。两者之间只能通过配置文件进行依赖。
prepare和post在Job和Task中都存在,插件需要根据实际情况确定在什么地方执行操作。
框架按照如下的顺序执行Job和Task的接口:
上图中,黄色表示Job部分的执行阶段,蓝色表示Task部分的执行阶段,绿色表示框架执行阶段。
相关类关系如下:
插件定义
代码写好了,有没有想过框架是怎么找到插件的入口类的?框架是如何加载插件的呢?
在每个插件的项目中,都有一个plugin.json文件,这个文件定义了插件的相关信息,包括入口类。例如:
{
"name": "mysqlwriter",
"class": "com.alibaba.datax.plugin.writer.mysqlwriter.MysqlWriter",
"description": "Use Jdbc connect to database, execute insert sql.",
"developer": "alibaba"
}
复制代码
name: 插件名称,大小写敏感。框架根据用户在配置文件中指定的名称来搜寻插件。
十分重要
。
class: 入口类的全限定名称,框架通过反射插件入口类的实例。
十分重要
。
description: 描述信息。
developer: 开发人员。
打包发布
DataX使用assembly打包,assembly的使用方法请咨询谷哥或者度娘。打包命令如下:
mvn clean package -DskipTests assembly:assembly
复制代码
DataX插件需要遵循统一的目录结构:
${DATAX_HOME}
|-- bin
| `-- datax.py
|-- conf
| |-- core.json
| `-- logback.xml
|-- lib
| `-- datax-core-dependencies.jar
`-- plugin
|-- reader
| `-- mysqlreader
| |-- libs
| | `-- mysql-reader-plugin-dependencies.jar
| |-- mysqlreader-0.0.1-SNAPSHOT.jar
| `-- plugin.json
`-- writer
|-- mysqlwriter
| |-- libs
| | `-- mysql-writer-plugin-dependencies.jar
| |-- mysqlwriter-0.0.1-SNAPSHOT.jar
| `-- plugin.json
|-- oceanbasewriter
`-- odpswriter
复制代码
${DATAX_HOME}/bin: 可执行程序目录。
${DATAX_HOME}/conf: 框架配置目录。
${DATAX_HOME}/lib: 框架依赖库目录。
${DATAX_HOME}/plugin: 插件目录。
插件目录分为reader和writer子目录,读写插件分别存放。插件目录规范如下:
${PLUGIN_HOME}/libs: 插件的依赖库。
${PLUGIN_HOME}/plugin-name-version.jar: 插件本身的jar。
${PLUGIN_HOME}/plugin.json: 插件描述文件。
尽管框架加载插件时,会把${PLUGIN_HOME}下所有的jar放到classpath,但还是推荐依赖库的jar和插件本身的jar分开存放。
注意:
插件的目录名字必须和plugin.json中定义的插件名称一致。
配置文件
DataX使用json作为配置文件的格式。一个典型的DataX任务配置如下:
{
"job": {
"content": [
{
"reader": {
"name": "odpsreader",
"parameter": {
"accessKey": "",
"accessId": "",
"column": [""],
"isCompress": "",
"odpsServer": "",
"partition": [
""
],
"project": "",
"table": "",
"tunnelServer": ""
}
},
"writer": {
"name": "oraclewriter",
"parameter": {
"username": "",
"password": "",
"column": ["*"],
"connection": [
{
"jdbcUrl": "",
"table": [
""
]
}
]
}
}
}
]
}
}
复制代码
DataX框架有core.json配置文件,指定了框架的默认行为。任务的配置里头可以指定框架中已经存在的配置项,而且具有更高的优先级,会覆盖core.json中的默认值。
配置中job.content.reader.parameter的value部分会传给Reader.Job;job.content.writer.parameter的value部分会传给Writer.Job
,Reader.Job和Writer.Job可以通过super.getPluginJobConf()来获取。
DataX框架支持对特定的配置项进行RSA加密,例子中以*开头的项目便是加密后的值。
配置项加密解密过程对插件是透明,插件仍然以不带*的key来查询配置和操作配置项
。
如何设计配置参数
配置文件的设计是插件开发的第一步!
任务配置中reader和writer下parameter部分是插件的配置参数,插件的配置参数应当遵循以下原则:
驼峰命名:所有配置项采用驼峰命名法,首字母小写,单词首字母大写。
正交原则:配置项必须正交,功能没有重复,没有潜规则。
富类型:合理使用json的类型,减少无谓的处理逻辑,减少出错的可能。
使用正确的数据类型。比如,bool类型的值使用true/false,而非"yes"/"true"/0等。
合理使用集合类型,比如,用数组替代有分隔符的字符串。
类似通用:遵守同一类型的插件的习惯,比如关系型数据库的connection参数都是如下结构:
{
"connection": [
{
"table": [
"table_1",
"table_2"
],
"jdbcUrl": [
"jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/database_1",
"jdbc:mysql://127.0.0.2:3306/database_1_slave"
]
},
{
"table": [
"table_3",
"table_4"
],
"jdbcUrl": [
"jdbc:mysql://127.0.0.3:3306/database_2",
"jdbc:mysql://127.0.0.4:3306/database_2_slave"
]
}
]
}
复制代码
...
如何使用Configuration类
为了简化对json的操作,DataX提供了简单的DSL配合Configuration类使用。
Configuration提供了常见的get, 带类型get,带默认值get,set等读写配置项的操作,以及clone, toJSON等方法。配置项读写操作都需要传入一个path做为参数,这个path就是DataX定义的DSL。语法有两条:
子map用.key表示,path的第一个点省略。
数组元素用[index]表示。
比如操作如下json:
{
"a": {
"b": {
"c": 2
},
"f": [
1,
2,
{
"g": true,
"h": false
},
4
]
},
"x": 4
}
复制代码
比如调用configuration.get(path)方法,当path为如下值的时候得到的结果为:
x:4
a.b.c:2
a.b.c.d:null
a.b.f[0]:1
a.b.f[2].g:true
注意,因为插件看到的配置只是整个配置的一部分。使用Configuration对象时,需要注意当前的根路径是什么。
更多Configuration的操作请参考ConfigurationTest.java。
插件数据传输
跟一般的生产者-消费者模式一样,Reader插件和Writer插件之间也是通过channel来实现数据的传输的。channel可以是内存的,也可能是持久化的,插件不必关心。插件通过RecordSender往channel写入数据,通过RecordReceiver从channel读取数据。
channel中的一条数据为一个Record的对象,Record中可以放多个Column对象,这可以简单理解为数据库中的记录和列。
Record有如下方法:
public interface Record {
// 加入一个列,放在最后的位置
void addColumn(Column column);
// 在指定下标处放置一个列
void setColumn(int i, final Column column);
// 获取一个列
Column getColumn(int i);
// 转换为json String
String toString();
// 获取总列数
int getColumnNumber();
// 计算整条记录在内存中占用的字节数
int getByteSize();
}
复制代码
因为Record是一个接口,Reader插件首先调用RecordSender.createRecord()创建一个Record实例,然后把Column一个个添加到Record中。
Writer插件调用RecordReceiver.getFromReader()方法获取Record,然后把Column遍历出来,写入目标存储中。当Reader尚未退出,传输还在进行时,如果暂时没有数据RecordReceiver.getFromReader()方法会阻塞直到有数据。如果传输已经结束,会返回null,Writer插件可以据此判断是否结束startWrite方法。
Column的构造和操作,我们在《类型转换》一节介绍。
类型转换
为了规范源端和目的端类型转换操作,保证数据不失真,DataX支持六种内部数据类型:
Long:定点数(Int、Short、Long、BigInteger等)。
Double:浮点数(Float、Double、BigDecimal(无限精度)等)。
String:字符串类型,底层不限长,使用通用字符集(Unicode)。
Date:日期类型。
Bool:布尔值。
Bytes:二进制,可以存放诸如MP3等非结构化数据。
对应地,有DateColumn、LongColumn、DoubleColumn、BytesColumn、StringColumn和BoolColumn六种Column的实现。
Column除了提供数据相关的方法外,还提供一系列以as开头的数据类型转换转换方法。
DataX的内部类型在实现上会选用不同的java类型:
内部类型实现类型备注Datejava.util.DateLongjava.math.BigInteger使用无限精度的大整数,保证不失真Doublejava.lang.String用String表示,保证不失真Bytesbyte[]Stringjava.lang.StringBooljava.lang.Boolean类型之间相互转换的关系如下:
from\toDateLongDoubleBytesStringBoolDate-使用毫秒时间戳不支持不支持使用系统配置的date/time/datetime格式转换不支持Long作为毫秒时间戳构造Date-BigInteger转为BigDecimal,然后BigDecimal.doubleValue()不支持BigInteger.toString()0为false,否则trueDouble不支持内部String构造BigDecimal,然后BigDecimal.longValue()-不支持直接返回内部StringBytes不支持不支持不支持-按照common.column.encoding配置的编码转换为String,默认utf-8不支持String按照配置的date/time/datetime/extra格式解析用String构造BigDecimal,然后取longValue()用String构造BigDecimal,然后取doubleValue(),会正确处理NaN/Infinity/-Infinity按照common.column.encoding配置的编码转换为byte[],默认utf-8-"true"为true, "false"为false,大小写不敏感。其他字符串不支持Bool不支持true为1L,否则0Ltrue为1.0,否则0.0不支持-
脏数据处理
什么是脏数据?
目前主要有三类脏数据:
Reader读到不支持的类型、不合法的值。
不支持的类型转换,比如:Bytes转换为Date。
写入目标端失败,比如:写mysql整型长度超长。
如何处理脏数据
在Reader.Task和Writer.Task中,通过AbstractTaskPlugin.getTaskPluginCollector()可以拿到一个TaskPluginCollector,它提供了一系列collectDirtyRecord的方法。当脏数据出现时,只需要调用合适的collectDirtyRecord方法,把被认为是脏数据的Record传入即可。
用户可以在任务的配置中指定脏数据限制条数或者百分比限制,当脏数据超出限制时,框架会结束同步任务,退出。插件需要保证脏数据都被收集到,其他工作交给框架就好。
加载原理
框架扫描plugin/reader和plugin/writer目录,加载每个插件的plugin.json文件。
以plugin.json文件中name为key,索引所有的插件配置。如果发现重名的插件,框架会异常退出。
用户在插件中在reader/writer配置的name字段指定插件名字。框架根据插件的类型(reader/writer)和插件名称去插件的路径下扫描所有的jar,加入classpath。
根据插件配置中定义的入口类,框架通过反射实例化对应的Job和Task对象。
三、插件介绍文档
每个插件都必须在DataX官方wiki中有一篇文档,文档需要包括但不限于以下内容:
快速介绍
:介绍插件的使用场景,特点等。
实现原理
:介绍插件实现的底层原理,比如mysqlwriter通过insert into和replace into来实现插入,tair插件通过tair客户端实现写入。
配置说明
给出典型场景下的同步任务的json配置文件。
介绍每个参数的含义、是否必选、默认值、取值范围和其他约束。
类型转换
插件是如何在实际的存储类型和DataX的内部类型之间进行转换的。
以及是否存在特殊处理。
性能报告
软硬件环境,系统版本,java版本,CPU、内存等。
数据特征,记录大小等。
测试参数集(多组),系统参数(比如并发数),插件参数(比如batchSize)
不同参数下同步速度(Rec/s, MB/s),机器负载(load, cpu)等,对数据源压力(load, cpu, mem等)。
约束限制
:是否存在其他的使用限制条件。
FAQ
:用户经常会遇到的问题。
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