Spark Doris Connector设计方案

2021-10-12  本文已影响0人  张家锋

Apache Doris 代码仓库地址：apache/incubator-doris 欢迎大家关注加星

Spark Doris Connector 是Doris在0.12版本中推出的新功能。用户可以使用该功能，直接通过Spark对Doris中存储的数据进行读写，支持SQL、Dataframe、RDD等方式。

从Doris角度看，将其数据引入Spark，可以使用Spark一系列丰富的生态产品，拓宽了产品的想象力，也使得Doris和其他数据源的联合查询成为可能

1.技术选型

在早期的方案中，我们直接将Doris的JDBC接口提供给Spark。对于JDBC这个Datasource，Spark侧的工作原理为，Spark的Driver通过JDBC协议，访问Doris的FE，以获取对应Doris表的Schema。然后，按照某一字段，将查询分为多个Partition子查询任务，下发给多个Spark的Executors。Executors将所负责的Partition转换成对应的JDBC查询，直接访问Doris的FE接口，获取对应数据。这种方案几乎无需改动代码，但是因为Spark无法感知Doris的数据分布，会导致打到Doris的查询压力非常大。

于是社区开发了针对Doris的新的Datasource，Spark-Doris-Connector。这种方案下，Doris可以暴露Doris数据分布给Spark。Spark的Driver访问Doris的FE获取Doris表的Schema和底层数据分布。之后，依据此数据分布，合理分配数据查询任务给Executors。最后，Spark的Executors分别访问不同的BE进行查询。大大提升了查询的效率。

2.使用方法

在Doris的代码库的 extension/spark-doris-connector/ 目录下编译生成doris-spark-1.0.0-SNAPSHOT.jar，将这个jar包加入Spark的ClassPath中，即可使用Spark-on-Doris功能了

2.1 读取

2.1.1 SQL

CREATE TEMPORARY VIEW spark_doris
USING doris
OPTIONS(
  "table.identifier"="$YOUR_DORIS_DATABASE_NAME.$YOUR_DORIS_TABLE_NAME",
  "fenodes"="$YOUR_DORIS_FE_HOSTNAME:$YOUR_DORIS_FE_RESFUL_PORT",
  "user"="$YOUR_DORIS_USERNAME",
  "password"="$YOUR_DORIS_PASSWORD"
);

SELECT * FROM spark_doris;

2.1.2 DataFrame

val dorisSparkDF = spark.read.format("doris")
  .option("doris.table.identifier", "$YOUR_DORIS_DATABASE_NAME.$YOUR_DORIS_TABLE_NAME")
    .option("doris.fenodes", "$YOUR_DORIS_FE_HOSTNAME:$YOUR_DORIS_FE_RESFUL_PORT")
  .option("user", "$YOUR_DORIS_USERNAME")
  .option("password", "$YOUR_DORIS_PASSWORD")
  .load()

dorisSparkDF.show(5)

2.1.3 RDD

import org.apache.doris.spark._
val dorisSparkRDD = sc.dorisRDD(
  tableIdentifier = Some("$YOUR_DORIS_DATABASE_NAME.$YOUR_DORIS_TABLE_NAME"),
  cfg = Some(Map(
    "doris.fenodes" -> "$YOUR_DORIS_FE_HOSTNAME:$YOUR_DORIS_FE_RESFUL_PORT",
    "doris.request.auth.user" -> "$YOUR_DORIS_USERNAME",
    "doris.request.auth.password" -> "$YOUR_DORIS_PASSWORD"
  ))
)

dorisSparkRDD.collect()

2.2 写入

2.2.1 SQL方式

CREATE TEMPORARY VIEW spark_doris
USING doris
OPTIONS(
  "table.identifier"="$YOUR_DORIS_DATABASE_NAME.$YOUR_DORIS_TABLE_NAME",
  "fenodes"="$YOUR_DORIS_FE_HOSTNAME:$YOUR_DORIS_FE_RESFUL_PORT",
  "user"="$YOUR_DORIS_USERNAME",
  "password"="$YOUR_DORIS_PASSWORD"
);

INSERT INTO spark_doris VALUES ("VALUE1","VALUE2",...);
# or
INSERT INTO spark_doris SELECT * FROM YOUR_TABLE

2.2.2 DataFrame(batch/stream)方式

## batch sink
val mockDataDF = List(
  (3, "440403001005", "21.cn"),
  (1, "4404030013005", "22.cn"),
  (33, null, "23.cn")
).toDF("id", "mi_code", "mi_name")
mockDataDF.show(5)

mockDataDF.write.format("doris")
  .option("doris.table.identifier", "$YOUR_DORIS_DATABASE_NAME.$YOUR_DORIS_TABLE_NAME")
    .option("doris.fenodes", "$YOUR_DORIS_FE_HOSTNAME:$YOUR_DORIS_FE_RESFUL_PORT")
  .option("user", "$YOUR_DORIS_USERNAME")
  .option("password", "$YOUR_DORIS_PASSWORD")
  .save()

## stream sink(StructuredStreaming)
val kafkaSource = spark.readStream
  .option("kafka.bootstrap.servers", "$YOUR_KAFKA_SERVERS")
  .option("startingOffsets", "latest")
  .option("subscribe", "$YOUR_KAFKA_TOPICS")
  .format("kafka")
  .load()
kafkaSource.selectExpr("CAST(key AS STRING)", "CAST(value as STRING)")
  .writeStream
  .format("doris")
  .option("checkpointLocation", "$YOUR_CHECKPOINT_LOCATION")
  .option("doris.table.identifier", "$YOUR_DORIS_DATABASE_NAME.$YOUR_DORIS_TABLE_NAME")
    .option("doris.fenodes", "$YOUR_DORIS_FE_HOSTNAME:$YOUR_DORIS_FE_RESFUL_PORT")
  .option("user", "$YOUR_DORIS_USERNAME")
  .option("password", "$YOUR_DORIS_PASSWORD")
  .start()
  .awaitTermination()

2.3 适用场景

2.3.1 处理历史数据变更

在没有Spark Doris Connector前，Doris修改数据的成本很高，但数据的修改和删除需求在真实业务中时常出现。

img

Spark Doris Connector之前

方案一：之前导入的错误数据不要删除，采用replace的方式，将错误的数据全部倒入一份负值的，从而将value刷成0，再将正确的数据导入进去。

方案二：把错误数据删除，然后再将正确数据insert进来。

上述方案都存在一个问题，即总有一段时间窗口内数据value为0。这对于外部系统来说是不能容忍的。例如广告主需要查看自己的账户信息，如果因数据变更问题而导致账户显示为0，将是难以接受的，很不友好。

Spark Doris Connector方案

有了Spark Doris Connector，处理历史数据变更将会更加便捷

img

如上图所示，第一行是错误数据，第二行是正确数据。Spark可以链接两条流，一条流使用Spark Doris Connector连接Doris，一条流连接外部的正确数据（例如业务部门生成的Parquet文件）。在Spark中做diff操作，将所有value算出diff值，即图中最后一行的结果。将其导入进Doris即可。这样的好处是可以消除中间的时间窗口，同时也便于平时经常使用Spark的业务方来进行操作，非常友好。

使用Spark对Doris中的数据和其他数据源进行联合分析

很多业务部门会将自己的数据放在不同的存储系统上，比如一些在线分析、报表的数据放在Doris中，一些结构化检索数据放在Elasticsearch中、一些需要事物的数据放在MySQL中，等等。业务往往需要跨多个存储源进行分析，通过Spark Doris Connector打通Spark和Doris后，业务可以直接使用Spark，将Doris中的数据与多个外部数据源做联合查询计算。

img

2.3.2 数据实时处理写入

目前Spark doris connector 支持通过SQL，DataFrame方式对从数据源中读取数据，通过SQL和DataFrame把数据写入到doris中。同时还可以利用Spark的计算能力对数据进行一些实时计算。

3.相关配置参数

3.1 通用配置

Key Default Value Comment
doris.fenodes – Doris FE http 地址，支持多个地址，使用逗号分隔
doris.table.identifier – Doris 表名，如：db1.tbl1
doris.request.retries 3 向Doris发送请求的重试次数
doris.request.connect.timeout.ms 30000 向Doris发送请求的连接超时时间
doris.request.read.timeout.ms 30000 向Doris发送请求的读取超时时间
doris.request.query.timeout.s 3600 查询doris的超时时间，默认值为1小时，-1表示无超时限制
doris.request.tablet.size Integer.MAX_VALUE 一个RDD Partition对应的Doris Tablet个数。 此数值设置越小，则会生成越多的Partition。从而提升Spark侧的并行度，但同时会对Doris造成更大的压力。
doris.batch.size 1024 一次从BE读取数据的最大行数。增大此数值可减少Spark与Doris之间建立连接的次数。 从而减轻网络延迟所带来的的额外时间开销。
doris.exec.mem.limit 2147483648 单个查询的内存限制。默认为 2GB，单位为字节
doris.deserialize.arrow.async false 是否支持异步转换Arrow格式到spark-doris-connector迭代所需的RowBatch
doris.deserialize.queue.size 64 异步转换Arrow格式的内部处理队列，当doris.deserialize.arrow.async为true时生效

3.2 SQL 和 Dataframe 专有配置

Key Default Value Comment
user – 访问Doris的用户名
password – 访问Doris的密码
doris.filter.query.in.max.count 100 谓词下推中，in表达式value列表元素最大数量。超过此数量，则in表达式条件过滤在Spark侧处理。

3.3 RDD 专有配置

Key Default Value Comment
doris.request.auth.user – 访问Doris的用户名
doris.request.auth.password – 访问Doris的密码
doris.read.field – 读取Doris表的列名列表，多列之间使用逗号分隔
doris.filter.query – 过滤读取数据的表达式，此表达式透传给Doris。Doris使用此表达式完成源端数据过滤。

3.4 Doris 和 Spark 列类型映射关系

Doris Type Spark Type
NULL_TYPE DataTypes.NullType
BOOLEAN DataTypes.BooleanType
TINYINT DataTypes.ByteType
SMALLINT DataTypes.ShortType
INT DataTypes.IntegerType
BIGINT DataTypes.LongType
FLOAT DataTypes.FloatType
DOUBLE DataTypes.DoubleType
DATE DataTypes.StringType1
DATETIME DataTypes.StringType1
BINARY DataTypes.BinaryType
DECIMAL DecimalType
CHAR DataTypes.StringType
LARGEINT DataTypes.StringType
VARCHAR DataTypes.StringType
DECIMALV2 DecimalType
TIME DataTypes.DoubleType
HLL Unsupported datatype
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