使用Apache Hudi + Amazon EMR进行变化数据捕获(CDC)

本文涉及的产品
数据管理 DMS,安全协同 3个实例 3个月
推荐场景:
学生管理系统数据库
简介: 使用Apache Hudi + Amazon EMR进行变化数据捕获(CDC)

前一篇文章中我们讨论了如何使用Amazon数据库迁移服务(DMS)无缝地收集CDC数据。

https://towardsdatascience.com/data-lake-change-data-capture-cdc-using-amazon-database-migration-service-part-1-capture-b43c3422aad4

下面将演示如何处理CDC数据,以便在数据湖中近实时表示数据库的变更,我们将使用Apache Hudi和Amazon EMR来完成此操作。Apachehudi是一个开源的数据管理框架,用于简化近实时的增量数据处理。

创建一个新的EMR集群

$ aws emr create-cluster --auto-scaling-role EMR_AutoScaling_DefaultRole --applications Name=Spark Name=Hive --ebs-root-volume-size 10 --ec2-attributes '{"KeyName":"roopikadf","InstanceProfile":"EMR_EC2_DefaultRole","SubnetId":"subnet-097e5d6e","EmrManagedSlaveSecurityGroup":"sg-088d03d676ac73013","EmrManagedMasterSecurityGroup":"sg-062368f478fb07c11"}' --service-role EMR_DefaultRole --release-label emr-6.0.0 --name 'Training' --instance-groups '[{"InstanceCount":3,"EbsConfiguration":{"EbsBlockDeviceConfigs":[{"VolumeSpecification":{"SizeInGB":32,"VolumeType":"gp2"},"VolumesPerInstance":2}]},"InstanceGroupType":"CORE","InstanceType":"m5.xlarge","Name":"Core - 2"},{"InstanceCount":1,"EbsConfiguration":{"EbsBlockDeviceConfigs":[{"VolumeSpecification":{"SizeInGB":32,"VolumeType":"gp2"},"VolumesPerInstance":2}]},"InstanceGroupType":"MASTER","InstanceType":"m5.xlarge","Name":"Master - 1"}]' --scale-down-behavior TERMINATE_AT_TASK_COMPLETION --region us-east-1 --bootstrap-actions Path=s3://aws-analytics-course/job/energy/emr.sh,Name=InstallPythonLibs

在创建EMR集群之后,使用SSH登录到主节点,并运行以下命令,这些命令将把Apache Hudi Jar文件复制到S3。

$ aws s3 cp /usr/lib/hudi/hudi-spark-bundle.jar s3://aws-analytics-course/hudi/jar/   upload: ../../usr/lib/hudi/hudi-spark-bundle.jar to s3://aws-analytics-course/hudi/jar/hudi-spark-bundle.jar
$ aws s3 cp /usr/lib/spark/external/lib/spark-avro.jar s3://aws-analytics-course/hudi/jar/
upload: ../../usr/lib/spark/external/lib/spark-avro.jar to s3://aws-analytics-course/hudi/jar/spark-avro.jar
$ aws s3 ls s3://aws-analytics-course/hudi/jar/
2020-10-21 17:00:41   23214176 hudi-spark-bundle.jar
2020-10-21 17:00:56     101212 spark-avro.jar

接着创建一个新的EMR Notebook,并在以下地址获取上传的NoteBook,上传hudi/hudi.ipynb

$ git clone https://github.com/mkukreja1/blogs.git

使用在上一步上传到S3的Hudi Jar文件创建一个Spark Session

from pyspark.sql import SparkSession
import pyspark
from pyspark.sql.types import StructType, StructField, IntegerType, StringType, array, ArrayType, DateType, DecimalType
from pyspark.sql.functions import *
from pyspark.sql.functions import concat, lit, col
spark = pyspark.sql.SparkSession.builder.appName("Product_Price_Tracking") \
     .config("spark.jars", "s3://aws-analytics-course/hudi/jar/hudi-spark-bundle.jar,s3://aws-analytics-course/hudi/jar/spark-avro.jar") \
     .config("spark.serializer", "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer") \
     .config("spark.sql.hive.convertMetastoreParquet", "false") \
     .getOrCreate()

读取CDC文件,我们将从读取全量文件开始

TABLE_NAME = "coal_prod"
S3_RAW_DATA = "s3://aws-analytics-course/raw/dms/fossil/coal_prod/LOAD00000001.csv"
S3_HUDI_DATA = "s3://aws-analytics-course/hudi/data/coal_prod"
coal_prod_schema = StructType([StructField("Mode", StringType()),
                               StructField("Entity", StringType()),
                               StructField("Code", StringType()),
                               StructField("Year", IntegerType()),
                               StructField("Production", DecimalType(10,2)),
                               StructField("Consumption", DecimalType(10,2))
                               ])
df_coal_prod = spark.read.csv(S3_RAW_DATA, header=False, schema=coal_prod_schema)
df_coal_prod.show(5)
+----+-----------+----+----+----------+-----------+
|Mode|     Entity|Code|Year|Production|Consumption|
+----+-----------+----+----+----------+-----------+
|   I|Afghanistan| AFG|1949|      0.04|       0.00|
|   I|Afghanistan| AFG|1950|      0.11|       0.00|
|   I|Afghanistan| AFG|1951|      0.12|       0.00|
|   I|Afghanistan| AFG|1952|      0.14|       0.00|
|   I|Afghanistan| AFG|1953|      0.13|       0.00|
+----+-----------+----+----+----------+-----------+
only showing top 5 rows

Apache Hudi需要一个主键来单独标识每个记录。如果是顺序生成的主键最佳,但是我们的表没有主键,为了解决这个问题,我们可以使用Entity和Year列的组合来生成PK,下面的键列将用作主键。

df_coal_prod=df_coal_prod.select("*", concat(col("Entity"),lit(""),col("Year")).alias("key"))
df_coal_prod_f=df_coal_prod.drop(df_coal_prod.Mode)
df_coal_prod_f.show(5)
+-----------+----+----+----------+-----------+---------------+
|     Entity|Code|Year|Production|Consumption|            key|
+-----------+----+----+----------+-----------+---------------+
|Afghanistan| AFG|1949|      0.04|       0.00|Afghanistan1949|
|Afghanistan| AFG|1950|      0.11|       0.00|Afghanistan1950|
|Afghanistan| AFG|1951|      0.12|       0.00|Afghanistan1951|
|Afghanistan| AFG|1952|      0.14|       0.00|Afghanistan1952|
|Afghanistan| AFG|1953|      0.13|       0.00|Afghanistan1953|
+-----------+----+----+----------+-----------+---------------+
only showing top 5 rows

我们现在准备以Hudi格式保存数据,因为这是我们第一次保存这个表,所以我们将使用bulk_insert操作和mode=overwrite。还要注意,我们使用"key"列作为recordkey

df_coal_prod_f.write.format("org.apache.hudi") \
            .option("hoodie.table.name", TABLE_NAME) \
            .option("hoodie.datasource.write.storage.type", "COPY_ON_WRITE") \
            .option("hoodie.datasource.write.operation", "bulk_insert") \
            .option("hoodie.datasource.write.recordkey.field","key") \
            .option("hoodie.datasource.write.precombine.field", "key") \
            .mode("overwrite") \
            .save(S3_HUDI_DATA)

我们现在可以读取新创建的Hudi表。

df_final = spark.read.format("org.apache.hudi")\
          .load("s3://aws-analytics-course/hudi/data/coal_prod/default/*.parquet")
df_final.registerTempTable("coal_prod")
spark.sql("select count(*) from coal_prod").show(5)
spark.sql("select * from coal_prod where key='India2013'").show(5)
+--------+
|count(1)|
+--------+
|    6282|
+--------+
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+--------------------+------+----+----+----------+-----------+---------+
|_hoodie_commit_time|_hoodie_commit_seqno|_hoodie_record_key|_hoodie_partition_path|   _hoodie_file_name|Entity|Code|Year|Production|Consumption|      key|
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+--------------------+------+----+----+----------+-----------+---------+
|     20201021215857|20201021215857_54...|         India2013|               default|8fae00ae-34e7-45e...| India| IND|2013|   2841.01|       0.00|India2013|
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+--------------------+------+----+----+----------+-----------+---------+

请注意,对于键India2013,我们有6282行初始化的数据,此键将在下一个操作中更新。现在我们将读取增量数据。

增量数据有4行:插入2行,更新一行,删除一行。我们将首先处理插入和更新的行,注意下面的过滤器("Mode IN('U','I')")。

S3_INCR_RAW_DATA = "s3://aws-analytics-course/raw/dms/fossil/coal_prod/20200808-*.csv"
df_coal_prod_incr = spark.read.csv(S3_INCR_RAW_DATA, header=False, schema=coal_prod_schema)
df_coal_prod_incr_u_i=df_coal_prod_incr.filter("Mode IN ('U', 'I')")
df_coal_prod_incr_u_i=df_coal_prod_incr_u_i.select("*", concat(col("Entity"),lit(""),col("Year")).alias("key"))
df_coal_prod_incr_u_i.show(5)
df_coal_prod_incr_u_i_f=df_coal_prod_incr_u_i.drop(df_coal_prod_incr_u_i.Mode)
df_coal_prod_incr_u_i_f.show()
+----+------+----+----+----------+-----------+---------+
|Mode|Entity|Code|Year|Production|Consumption|      key|
+----+------+----+----+----------+-----------+---------+
|   I| India| IND|2015|   4056.33|       0.00|India2015|
|   I| India| IND|2016|   4890.45|       0.00|India2016|
|   U| India| IND|2013|   2845.66|     145.66|India2013|
+----+------+----+----+----------+-----------+---------+
+------+----+----+----------+-----------+---------+
|Entity|Code|Year|Production|Consumption|      key|
+------+----+----+----------+-----------+---------+
| India| IND|2015|   4056.33|       0.00|India2015|
| India| IND|2016|   4890.45|       0.00|India2016|
| India| IND|2013|   2845.66|     145.66|India2013|
+------+----+----+----------+-----------+---------+

现在准备好对增量数据执行Hudi Upsert操作,由于这个表已经存在,我们将使用append选项。

df_coal_prod_incr_u_i_f.write.format("org.apache.hudi") \
            .option("hoodie.table.name", TABLE_NAME) \
            .option("hoodie.datasource.write.storage.type", "COPY_ON_WRITE") \
            .option("hoodie.datasource.write.operation", "upsert") \
            .option("hoodie.upsert.shuffle.parallelism", 20) \
            .option("hoodie.datasource.write.recordkey.field","key") \
            .option("hoodie.datasource.write.precombine.field", "key") \
            .mode("append") \
            .save(S3_HUDI_DATA)

检查底层数据,注意,已经添加了两个新行,因此表计数从6282增加到6284,另外主键India2013的行已经更新了Production & Consumption列。

df_final = spark.read.format("org.apache.hudi")\
          .load("s3://aws-analytics-course/hudi/data/coal_prod/default/*.parquet")
df_final.registerTempTable("coal_prod")
spark.sql("select count(*) from coal_prod").show(5)
spark.sql("select * from coal_prod where key='India2013'").show(5)
+--------+
|count(1)|
+--------+
|    6284|
+--------+
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+--------------------+------+----+----+----------+-----------+---------+
|_hoodie_commit_time|_hoodie_commit_seqno|_hoodie_record_key|_hoodie_partition_path|   _hoodie_file_name|Entity|Code|Year|Production|Consumption|      key|
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+--------------------+------+----+----+----------+-----------+---------+
|     20201021220359|20201021220359_0_...|         India2013|               default|8fae00ae-34e7-45e...| India| IND|2013|   2845.66|     145.66|India2013|
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+--------------------+------+----+----+----------+-----------+---------+

接着处理删除

df_coal_prod_incr_d=df_coal_prod_incr.filter("Mode IN ('D')")
df_coal_prod_incr_d=df_coal_prod_incr_d.select("*", concat(col("Entity"),lit(""),col("Year")).alias("key"))
df_coal_prod_incr_d_f=df_coal_prod_incr_d.drop(df_coal_prod_incr_u_i.Mode)
df_coal_prod_incr_d_f.show()
+------+----+----+----------+-----------+---------+
|Entity|Code|Year|Production|Consumption|      key|
+------+----+----+----------+-----------+---------+
| India| IND|2010|   2710.54|       0.00|India2010|
+------+----+----+----------+-----------+---------+

我们可以使用Hudi Upsert操作来完成此操作,但需要使用和额外的删除选项hudi.datasource.write.payload.class=org.apache.hudi.EmptyHoodieRecordPayload

df_coal_prod_incr_d_f.write.format("org.apache.hudi") \
            .option("hoodie.table.name", TABLE_NAME) \
            .option("hoodie.datasource.write.storage.type", "COPY_ON_WRITE") \
            .option("hoodie.datasource.write.operation", "upsert") \
            .option("hoodie.upsert.shuffle.parallelism", 20) \
            .option("hoodie.datasource.write.recordkey.field","key") \
            .option("hoodie.datasource.write.precombine.field", "key") \
            .option("hoodie.datasource.write.payload.class", "org.apache.hudi.EmptyHoodieRecordPayload") \
            .mode("append") \
            .save(S3_HUDI_DATA)

检查结果删除结果,由于删除了一行,计数从6284下降到6283,另外对已删除行的查询返回为空。

df_final = spark.read.format("org.apache.hudi")\
          .load("s3://aws-analytics-course/hudi/data/coal_prod/default/*.parquet")
df_final.registerTempTable("coal_prod")
spark.sql("select count(*) from coal_prod").show(5)
spark.sql("select * from coal_prod where key='India2010'").show(5)
+--------+
|count(1)|
+--------+
|    6283|
+--------+
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+-----------------+------+----+----+----------+-----------+---+
|_hoodie_commit_time|_hoodie_commit_seqno|_hoodie_record_key|_hoodie_partition_path|_hoodie_file_name|Entity|Code|Year|Production|Consumption|key|
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+-----------------+------+----+----+----------+-----------+---+
+-------------------+--------------------+------------------+----------------------+-----------------+------+----+----+----------+-----------+---+


相关实践学习
MySQL基础-学生管理系统数据库设计
本场景介绍如何使用DMS工具连接RDS,并使用DMS图形化工具创建数据库表。
目录
相关文章
|
3月前
|
物联网 数据管理 Apache
拥抱IoT浪潮,Apache IoTDB如何成为你的智能数据守护者?解锁物联网新纪元的数据管理秘籍!
【8月更文挑战第22天】随着物联网技术的发展,数据量激增对数据库提出新挑战。Apache IoTDB凭借其面向时间序列数据的设计,在IoT领域脱颖而出。相较于传统数据库,IoTDB采用树形数据模型高效管理实时数据,具备轻量级结构与高并发能力,并集成Hadoop/Spark支持复杂分析。在智能城市等场景下,IoTDB能处理如交通流量等数据,为决策提供支持。IoTDB还提供InfluxDB协议适配器简化迁移过程,并支持细致的权限管理确保数据安全。综上所述,IoTDB在IoT数据管理中展现出巨大潜力与竞争力。
104 1
|
1月前
|
SQL 消息中间件 大数据
大数据-159 Apache Kylin 构建Cube 准备和测试数据(一)
大数据-159 Apache Kylin 构建Cube 准备和测试数据(一)
47 1
|
1月前
|
SQL 大数据 Apache
大数据-159 Apache Kylin 构建Cube 准备和测试数据(二)
大数据-159 Apache Kylin 构建Cube 准备和测试数据(二)
72 1
|
1月前
|
分布式计算 监控 大数据
大数据-148 Apache Kudu 从 Flink 下沉数据到 Kudu
大数据-148 Apache Kudu 从 Flink 下沉数据到 Kudu
55 1
|
3月前
|
存储 消息中间件 人工智能
AI大模型独角兽 MiniMax 基于阿里云数据库 SelectDB 版内核 Apache Doris 升级日志系统,PB 数据秒级查询响应
早期 MiniMax 基于 Grafana Loki 构建了日志系统,在资源消耗、写入性能及系统稳定性上都面临巨大的挑战。为此 MiniMax 开始寻找全新的日志系统方案,并基于阿里云数据库 SelectDB 版内核 Apache Doris 升级了日志系统,新系统已接入 MiniMax 内部所有业务线日志数据,数据规模为 PB 级, 整体可用性达到 99.9% 以上,10 亿级日志数据的检索速度可实现秒级响应。
AI大模型独角兽 MiniMax 基于阿里云数据库 SelectDB 版内核 Apache Doris 升级日志系统,PB 数据秒级查询响应
|
2月前
|
存储 大数据 数据挖掘
【数据新纪元】Apache Doris:重塑实时分析性能,解锁大数据处理新速度,引爆数据价值潜能!
【9月更文挑战第5天】Apache Doris以其卓越的性能、灵活的架构和高效的数据处理能力,正在重塑实时分析的性能极限,解锁大数据处理的新速度,引爆数据价值的无限潜能。在未来的发展中,我们有理由相信Apache Doris将继续引领数据处理的潮流,为企业提供更快速、更准确、更智能的数据洞察和决策支持。让我们携手并进,共同探索数据新纪元的无限可能!
137 11
|
4月前
|
关系型数据库 API Apache
Flink CDC:基于 Apache Flink 的流式数据集成框架
本文整理自阿里云 Flink SQL 团队研发工程师于喜千(yux)在 SECon 全球软件工程技术大会中数据集成专场沙龙的分享。
18165 11
Flink CDC:基于 Apache Flink 的流式数据集成框架
|
3月前
|
存储 缓存 数据管理
阿里云EMR数据湖文件系统问题之JindoFS数据孤岛的问题如何解决
阿里云EMR数据湖文件系统问题之JindoFS数据孤岛的问题如何解决
|
3月前
|
消息中间件 Kafka Apache
流计算引擎数据问题之Apache Kafka Streams 没有采用低水印方案如何解决
流计算引擎数据问题之Apache Kafka Streams 没有采用低水印方案如何解决
52 0
|
3月前
|
消息中间件 Kafka Apache
流计算引擎数据问题之Apache Flink 的完整性推理方案设计如何解决
流计算引擎数据问题之Apache Flink 的完整性推理方案设计如何解决
59 0

推荐镜像

更多