千万级GPS数据接入案例分享

简介: 项目需要接入全省的GPS数据,分析接入时的方案演进。

业务背景:

项目需要接入全省的GPS数据(数据量从一开始的1000w+ 到 现在的 4000w+),原始数据存于Datahub中。

GPS数据的使用场景:

1.地图撒点(最新GPS点位)

2.统计车辆当日车辆和在线数

3.历史轨迹(按时间查询点位列表)

4.实时跟踪(后端主动推送实时点位信息)

5.报废车辆报警 (根据报废车辆信息生成告警)

6.围栏管控(根据GPS信息与围栏规则进行计算)

…………


业务分析:

GPS撒点:只取最新的GPS数据,查询频率较高,条件也较为复杂,因此原始数据尽量要少,能够直接满足我们查询需求。 针对业务场景,新建一张GPS_CURRENT表,表中只存每辆车的最新GPS点位,根据车辆ID新增/更新,同时根据车辆ID关联出区域,类型等信息,以满足我们撒点的查询需求。


历史轨迹: 由于每日的数据量在千万级,使用传统MYSQL数据库,存在极大的存储和查询压力,因此首先要考虑的是,我们的存储极限在哪里,与产品协商后,仅保留7天数据,而7天的数据也有2亿+的数据量,单表还是比较吃力的,因此考虑到作分区表,较为理想的情况是每个分区数据在千万级,5G以内; 轨迹的查询条件比较清晰,根据车牌ID + 时间范围作为查询条件, 因此分区条件必然在这两个字段中产生,由于我们需要定时按时间清理分区,使用时间作为分区字段,我们可以很方便的使用drop分区的方式达到清理历史数据的效果,而车辆ID作为条件则不能,因此选用时间作为分区字段。

因此我们需要两张表:

gps_current: 根据车辆ID进行插入或更新,用于撒点,在线统计等

gps_log:以时间为分区字段,用于轨迹查询


方案:

version.1

// datahub 协同消费代码

RecordEntry record = consumer.read(maxRetry);

该方案是需求最平铺直叙的表达,很快就遇到了问题 —— 消费速度无法跟上生产速度。

version.2

在version.1的基础上,增加队列机制,使gps_log插入变为batchInsert, gps_current的insertOnDuplicate 变为 batchInsertOnDuplicate。

在某一次版本后, 我们修改过滤条件, 由原先的只处理危货车 且 速度不为0的数据 变更为 处理危货/包车/客车 数据,且去掉速度的过滤条件后, 终于,在某天这套方案的消费能力也开始捉襟见肘。

version.3

重新梳理业务后,我们把业务划分为两类: 需要较高的实时性的 和 能够接收一定延时的

高实时性

低实时性

GPS撒点

轨迹

在线数

围栏计算

实时跟踪

报废车辆告警

因此我们先将gps_current相关的消费服务独立消费并拆分为单独的服务部署,在拆分独立服务后,gps_current相关的消费能力于原先等到了数十倍的提升。


原先我们gps消费是放在compute服务, 这个服务中有大量的datahub消费服务和计算服务,且存在一定线程池的滥用,通过arms监控可看到单个服务存在500+线程,大量线程处理等待状态,导致该服务内的线程效率较差,重构后解决了一部分问题。 因此最终我们拆分为3个订阅,由于sockeServer是集成在compute服务(原先是单独的服务,通过RPC调用,由于推送都是由compute服务发起的,且日均百万次调用,考虑IO成本因此将两服务合并)。


version.4

其实在version.3版本,服务的消费性能已经能满足我们在相当长的时间内的性能需求了,但是存在一个不得不解决的问题 -> GPS时间上是乱序的, 即存在同一辆车,时间更早的GPS点反而更晚写入datahub, 而我们是直接更新gps_curret表的,导致存在最新点位时间向下更新的情况,因此需要加时间的判断条件。


第一直觉上,通过mysql判断肯定是不可取的,车辆最新的点位信息扔到redis,通过redis判断就能满足要求; 而实际实施过程发现,直接使用redis是消费速度是无法满足要求的,即使使用pipeline作批处理,与上一版本也存在较大的性能差。最后的方案是使用java内部的Map来做判断,该方案与version.3消费性能略有下降,但仍是当前的生产速度5-8倍,能够满足性能上的要求。

总结:

1.使用批量处理

2.更快的IO速度  数据库 -> redis -> java内存

3.取舍和拆分


实际上我们对于gps的处理,是不止上面4种方案的演进的;还有一些细节问题,在这里简单介绍下:

1.多节点datahub协同消费,但实际只有一个节点处于忙碌状态,其他节点都处于空闲状态, 原因是datahub协同消费时,是根据shard进行负载均衡的,即同一shard,只能分配到一个consumer上;当服务中consumer(多线程模拟多consumer) 数  >  shard数时,由于节点发布有先后顺序,后续启动的节点几乎是只能“干瞪眼”了。这里需要说明两点 (1)当consumer数 < shard数 时,一个consumer会被分配多个shard,所以为了保证多节点能够正确的协同消费,尽量使单服务的consumer数 < shard数(2)以上结论只基于当前datahub版本

2.在多线程batchInsertOnDuplicate时,发生了数据库死锁问题(具体原因就不分析了,篇幅较长,有兴趣的可以去找相关材料阅读), 我们的处理方式是,某一线程保证每个线程只拿到; 因此,对队列作了一层包装,内部有多个队列组成,根据车牌ID hash到不同队列, 消费队列时,要带上shard参数(即每个shard对应的是一个实际的队列),确保线程shard不会重复且与队列数量对应即可。

3.在version.4中,多线程下使用hashMap会存在线程安全问题,而currentHashMap性能上又低于hashMap, 我们采用的方案是针对每个线程使用一个HashMap (同时用多队列保证某一俩车只会被同一线程消费)

目录
相关文章
|
存储 NoSQL 应用服务中间件
如何高效存储海量GPS数据
GPS数据使用越来越广,但如何高性能存储海量GPS数据仍然具有挑战,本文会介绍一种非常适合存储GPS数据的存储系统:阿里云NoSQL数据库TableStore,同时会介绍多个不同场景的技术方案。
24178 0
|
JavaScript
JS自动生成速记符、拼音简写/拼音的声母(例如:“你挚爱的强哥”转换为“NZADQG”)。提取首字母,返回大写形式;提取拼音, 返回首字母大写形式(全拼)。
JS自动生成速记符、拼音简写/拼音的声母(例如:“你挚爱的强哥”转换为“NZADQG”)。提取首字母,返回大写形式;提取拼音, 返回首字母大写形式(全拼)。
24734 0
|
4月前
|
Java 关系型数据库 MySQL
基于springboot的智慧家园物业管理系统
智汇家园管理系统基于Java与Spring Boot开发,结合MySQL数据库,采用B/S架构,实现社区信息化管理。系统涵盖业主信息、报修、缴费等功能,提升物业管理效率与居民服务体验,推动社区管理智能化、透明化发展。
|
Linux C++ Windows
c++ 通过域名获取ip(跨平台)
c++ 通过域名获取ip(跨平台)
1347 0
|
6月前
|
Java 数据库连接 开发者
Spring Framework 核心技术详解
本文档旨在深入解析 Java Spring Framework 的核心技术原理与应用。与侧重于快速开发的 Spring Boot 不同,本文将聚焦于 Spring 框架本身的设计理念、核心容器、控制反转(IoC)、面向切面编程(AOP)、数据访问与事务管理等基础且强大的模块。通过理解这些核心概念,开发者能够更深刻地领悟 Spring 生态系统的设计哲学,并具备解决复杂企业级应用开发问题的能力。
457 4
|
10月前
|
存储 人工智能 关系型数据库
向量数据库和嵌入模型
本文介绍了向量数据库和嵌入模型的概念及应用,重点探讨了两者在AI技术栈中的协作关系。向量数据库是一种用于存储高维向量数据的解决方案,支持相似性搜索而非传统的关系型数据库精确匹配。文中通过实例展示了如何使用阿里百炼的文本嵌入模型(text-embedding-v3)将文本向量化,并结合Qdrant向量数据库进行存储与检索。代码示例部分详细说明了从文本嵌入到向量存储及查询的完整流程,为开发者提供了实践参考。
1534 15
向量数据库和嵌入模型
|
7月前
|
数据采集 机器学习/深度学习 运维
从数据感知到决策优化:MyEMS 开源能源管理系统的技术架构与实践效能解析
MyEMS 是一款开源能源管理系统,采用分层解耦与模块化设计,支持多能源协同监测与智能优化调度。系统具备数据采集、分析、预警、碳核算等功能,助力企业实现节能降耗、安全管控与低碳转型,已在百余家全球企业落地应用,具备自主可控、成本低、安全性强等优势,面向虚拟电厂、数字孪生等未来场景持续演进。
394 0
|
10月前
|
数据采集 Kubernetes 网络协议
MyEMS简介
MyEMS是一款领先的开源能源管理系统,基于云计算、物联网、大数据和人工智能技术构建,提供统一且功能强大的综合能源管理服务。系统由资深团队开发维护,支持多种协议(如Modbus TCP、BACnet/IP、MQTT)和多平台部署(如Docker、Kubernetes、各大云平台)。社区版功能全面,涵盖数据分析、设备管理、能耗监测等,适合各类用户需求。企业版则提供更多高级功能,如节能分析、远程控制和多协议支持。代码遵循MIT协议开源,支持品牌定制,适用于免费及商业应用场景。
489 2
|
虚拟化
vmware安装OpenEuler系统
vmware安装OpenEuler系统
Spring Boot 一个接口同时支持 form 表单、form-data、json 优雅写法
网上很多代码都是千篇一律的 cvs,相信我只要你认真看完我写的这篇,你就可以完全掌握这个知识点,这篇文章不适合直接 cvs,一定要先理解。

热门文章

最新文章