Flink CDC 原理及生产实践

王知无-import_bigdata

发布于 2021-01-06 14:41:33

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MySQL CDC连接器允许从MySQL数据库读取快照数据和增量数据。本文档根据官网翻译了如何设置MySQL CDC连接器以对MySQL数据库运行SQL查询。

依赖关系

为了设置MySQL CDC连接器，下表提供了使用构建自动化工具（例如Maven或SBT）和带有SQL JAR捆绑包的SQL Client的两个项目的依赖项信息。

1、Maven依赖

<dependency>
  <groupId>com.alibaba.ververica</groupId>
  <artifactId>flink-connector-mysql-cdc</artifactId>
  <version>1.1.0</version>
</dependency>

2、SQL客户端JAR

 下载flink-sql-connector-mysql-cdc-1.1.0.jar并将其放在下 <FLINK_HOME> /lib/。

设置MySQL服务器

您必须定义一个对Debezium MySQL连接器监视的所有数据库具有适当权限的MySQL用户。

1、创建MySQL用户

mysql> CREATE USER 'user'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';

2、向用户授予所需的权限

mysql> GRANT SELECT, RELOAD, SHOW DATABASES, REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'user' IDENTIFIED BY 'password';

3、最终确定用户的权限

mysql> FLUSH PRIVILEGES;

注意

1、MySQL CDC源代码如何工作

启动MySQL CDC源时，它将获取一个全局读取锁（FLUSH TABLES WITH READ LOCK），该锁将阻止其他数据库的写入。然后，它读取当前binlog位置以及数据库和表的schema。之后，将释放全局读取锁。然后，它扫描数据库表并从先前记录的位置读取binlog。Flink将定期执行checkpoints以记录binlog位置。如果发生故障，作业将重新启动并从checkpoint完成的binlog位置恢复。因此，它保证了仅一次的语义。

2、向MySQL用户授予RELOAD权限

如果未授予MySQL用户RELOAD权限，则MySQL CDC源将改为使用表级锁，并使用此方法执行快照。这会阻止写入更长的时间。

3、全局读取锁（FLUSH TABLES WITH READ LOCK）

全局读取锁在读取binlog位置和schema期间保持。这可能需要几秒钟，具体取决于表的数量。全局读取锁定会阻止写入，因此它仍然可能影响在线业务。如果要跳过读取锁，并且可以容忍至少一次语义，则可以添加'debezium.snapshot.locking.mode' = 'none'选项以跳过锁。

4、为每个作业设置一个differnet SERVER ID 每个用于读取binlog的MySQL数据库客户端都应具有唯一的ID，称为server id。MySQL服务器将使用此ID维护网络连接和binlog位置。如果不同的作业共享相同的server id，则可能导致从错误的binlog位置进行读取。提示：默认情况下，启动TaskManager时，server id是随机的。如果TaskManager失败，则再次启动时，它可能具有不同的server id。但这不应该经常发生（作业异常不会重新启动TaskManager），也不会对MySQL服务器造成太大影响。

因此，建议为每个作业设置不同的server id ，例如：

通过SQL Hints：SELECT * FROM source_table /+ OPTIONS('server-id'='123456') / ;

通过Stream ApI的创建source时设置：MySQLSource.builder().xxxxxx.serverId(123456);

重点：Mysq的binlog 可以说是针对库级别，所以相同的server id去拉一个库里的不同表或者相同表可能会造成数据丢失。所以建议设置server id。

5、扫描数据库表期间无法执行检查点

在扫描表期间，由于没有可恢复的位置，因此我们无法执行checkpoints。为了不执行检查点，MySQL CDC源将保持检查点等待超时。超时检查点将被识别为失败的检查点，默认情况下，这将触发Flink作业的故障转移。因此，如果数据库表很大，则建议添加以下Flink配置，以避免由于超时检查点而导致故障转移：

execution.checkpointing.interval: 10min
execution.checkpointing.tolerable-failed-checkpoints: 100
restart-strategy: fixed-delay
restart-strategy.fixed-delay.attempts: 2147483647

6、设置MySQL会话超时

为大型数据库创建初始一致的快照时，在读取表时，您建立的连接可能会超时。您可以通过在MySQL配置文件中配置Interactive_timeout和wait_timeout来防止此行为。

interactive_timeout：服务器在关闭交互式连接之前等待活动的秒数。
wait_timeout：服务器在关闭非交互式连接之前等待其活动的秒数。

如何创建MySQL CDC表

1、Sql的方式：（1）定义表如下：

-- register a MySQL table 'orders' in Flink SQL
CREATE TABLE orders (
  order_id INT,
  order_date TIMESTAMP(0),
  customer_name STRING,
  price DECIMAL(10, 5),
  product_id INT,
  order_status BOOLEAN
) WITH (
  'connector' = 'mysql-cdc',
  'hostname' = 'localhost',
  'port' = '3306',
  'username' = 'root',
  'password' = '123456',
  'database-name' = 'mydb',
  'table-name' = 'orders'
);

-- read snapshot and binlogs from orders table
SELECT * FROM orders;

2、Stream API

MySQL CDC连接器也可以是DataStream源。您可以创建SourceFunction，如下所示：

import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.source.SourceFunction;
import com.alibaba.ververica.cdc.debezium.StringDebeziumDeserializationSchema;
import com.alibaba.ververica.cdc.connectors.mysql.MySQLSource;

public class MySqlBinlogSourceExample {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    SourceFunction<String> sourceFunction = MySQLSource.<String>builder()
      .hostname("localhost")
      .port(3306)
      .databaseList("inventory") // monitor all tables under inventory database
      .username("flinkuser")
      .password("flinkpw")
      .deserializer(new StringDebeziumDeserializationSchema()) // converts SourceRecord to String
      .build();

    StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

    env
      .addSource(sourceFunction)
      .print().setParallelism(1); // use parallelism 1 for sink to keep message ordering

    env.execute();
  }
}

特征

1、Exactly-Once Processing 一次处理 MySQL CDC连接器是Flink Source连接器，它将首先读取数据库快照，然后即使发生故障，也将以完全一次的处理继续读取二进制日志。请阅读连接器如何执行数据库快照。

2、Single Thread Reading 单线程阅读 MySQL CDC源无法并行读取，因为只有一个任务可以接收Binlog事件。

常见问题

1、如何跳过快照并仅从binlog中读取？可以通过选项进行控制debezium.snapshot.mode，您可以将其设置为：

never：指定连接永远不要使用快照，并且在第一次使用逻辑服务器名称启动时，连接器应该从binlog的开头读取；请谨慎使用，因为只有在binlog保证包含数据库的整个历史记录时才有效。
schema_only：如果自连接器启动以来不需要数据的连续快照，而只需要它们进行更改，则可以使用该schema_only选项，其中连接器仅对模式（而不是数据）进行快照。

2、如何读取包含多个表（例如user_00，user_01，...，user99）的共享数据库？该table-name选项支持正则表达式以监视多个与正则表达式匹配的表。因此，您可以设置table-name为user.*监视所有user_前缀表。database-name选项相同。请注意，共享表应该在相同的架构中。

3、ConnectException：收到用于处理的DML'...'，binlog可能包含使用语句或基于混合的复制格式生成的事件如果有上述异常，请检查是否binlog_format为ROW，您可以通过show variables like '%binlog_format%'在MySQL客户端中运行来进行检查。请注意，即使binlog_format您的数据库配置为ROW，也可以通过其他会话更改此配置，例如SET SESSION binlog_format='MIXED'; SET SESSION tx_isolation='REPEATABLE-READ'; COMMIT;。还请确保没有其他会话正在更改此配置