ETL的系统核心特征
ETL 系统核心特征
数据重跑及其优化
重跑的场景
| 场景 | 导致原因 | 影响 |
|---|---|---|
| kafka consumer poll消息失败 | 1. 网络问题；2. kafka broker 磁盘坏道，拉取消息一直失败或其他 kafka 原因 | 导致一个或多个topic&partition的消息未消费完整 |
| 硬件故障，机器重启 | 磁盘满、硬件故障等 | 机器宕机、重启、yarn内部机制会重新在另外一个nodeManager节点重新分配宕机节点的mapper task，可能会造成数据重复 |
| task killed | 1. yarn 主动 killed task : ①， mapper 初始化某个逻辑卡住，导致 mappper 超时;如：加载调试设备信息时 mysql 阻塞、加载 lP 库一直Full GC 或者 mapper 获取不到执行资源一直等待等； ② yarn . nodemanager .local-dirs and yarn. nodemanager . log-dirs 配置的磁盘使用率超过 90 % ResourceManager 标记那台 NodeManger 为bad ，把机器上跑的 container 都 kill了，导致 ETL 一个 mapper 被 kill ，然后起一个新的 mapper task ，但是因为 kill mapper task attmept 未正常关闭，导致文件租约 Iease 未安全释放，后面起 Mapper 一直写失败； 2.S手工 killed task ①Hadoop 集群节点负载太高，一些 DataNode 响应慢或者进程值死无响应，导致HDFS 写入一直超时失败等;人工 killed | 这个 mapper 分配执行的所有 topic partition 消息未消费或者消息不完整（影响多个 topic ) ;mapper 执行慢，数据一直写不进去（创建、读写 block 超时） : |
当用户调用 application kill 时会经历三个阶段：
- kill SIGTERM（-15） pid；
- Sleep for 250ms；
- 3.kill SIGKILL（-9） pid 。
重跑的方式
| 重跑方式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 1.备份目标目录的数据 2.将 kafka topic &partition 的 offset 重新消费一遍清洗落地； |
简单（由于每个 et l执行消费的offset 都是自己记录维护的．找到当前小时或者当天对应的最小以及最大offset 重新消费即可） | 依赖于 kafka 消息过期时间，过期后无法重新消费； 因为大部分时间分区是是按天的．目前重跑一天的数需要 4 ＋小时．故障后恢复非常慢； |
| 记录未消费的offset信息，补跑未消费的offset即可 | 速度快（只处理未消费完整的topic&partitioner offset） | 1 ）依赖于 kafka 消息过期时间，过期后无法重新消费 2 ) MapTask 被 yarn killed 或者人为 killed ，会导致写数据的 Writer 不正常关闭流，从而引发 hdfs 文件租约 Iease 未释放、 block recovery 等问题，导致后面数据 append 失败； 3 ) MapTask attempt 被 yarn killed 后会自动起另外一个 attemPt （目前来．无法避免，这是 yarn 的机制，需要改源码），可能导致数据重复写入： 4 ) killed 或者机器宕机是无法记录到。offset 消息到哪里，只能每段小段时间记录当前 offset ．当 MapTask 被 killed . offset 可能不是最新的，导致补跑时重复写了部分数据； |
| 1 ) ETL 小时任务，数据落地到临时目录．文件按小时划分．支持覆盖写（保存一段时间） ; 2 ）当数据落地成功，检测每个 toPic partition 的消费情况进行处理； 3 ）如果 topic partitlon 的消息消费不完整时，告警通知，手工重跑相关 toPic partition 的小时任务； 4 ）如果消费完整，将小时数据文件合并到仓库的目标文件（每个 topic 、 partition 单独一个文件） ; 5 ）如果合并过程失败．告警通知，手工触发重新将已经落地的小文件合并成一个目标仓库文件； |
支持小时重跑、覆盖写 恢复速度较快 HDFS block 丢失、可以从小文件新恢复 |
1 ）流程比较复杂，多出一个数据合并 Merge 的步骤； 2 ）每小时的 ETL 会产生非常多的小文件间定期删除；需要保留一段时 |
如下图所示是第三种重跑方式的整体流程，ETL 是按照小时调度的，首先将数据按小时写到临时目录中，如果消费失败会告警通知并重跑消费当前小时。如果落地成功则合并到仓库目录的目标文件，合并失败同样会告警通知并人工重跑，将小文件合并成目标文件。
graph TB
开始 --> 小时ETL--write -->1{落地临时目录/etl/work/按小时区分}--落地成功-->2{到仓库目录的目标文件每个partition一个文件}--合并成功-->结束
1-->失败消费不完整-->告警通知-->重跑消费当前小时即可-->小时ETL
2-->合并失败-->告警通知-->根据每小时产生的小文件重新合并一个目标文件--合并成功-->结束
重跑的优化
| 流程 | 按天分区的topic |
|---|---|
| 每小时05分调度的ETL正常跑完 | 1.包含之前的数据．如：昨天漏采集的日志．直接在对应日期分区目录下创建一个新的数据文件； 2.今天的日志，直接在今天的日期分区下创建一个新的数据文件； 3.将当前 ETL 产生的小文件直接 append 到对应日期分区以及相同 partition 下的文件； |
| 一个小时内执行多次ETL | 1.因为目前落地的临时文件都是按 partition ＋执行时间（yyyyMMddHH ）生成的，如： all _ 1 _ 2018031511 . avro ; 2.如果一个小时执行多次 ETL ，每次都会消费新的 offset ( etl _ 0ffsets 会存多条记录），但是临时目录的数据文件的名称相同，这时候通过 append 方式追加数据； 3.如果小时重跑时．会找到当前小时内 topic--partjtion 的最小的 beginoffset 、最大的 endoffset 重新从 kafka 消费，这样保证了数据的完整性； |
| 小时ETL重跑（前提未进行merge） | 1 ）小时三跑，直接找到对应小时 topic--partition 的最小的 beginoffset 、最大的 endoffset 重新从 kafka 消费： 2 ）之前已经创建的临时目录的数据文件会以 create overwrite 形式重新写入数据； 3 ）最后在将文件 append 到对应日期分区下相同 partition 的文件； |
| merge失败（小时ETL产生的临时数据文件已经是完整、可靠的） | 重新根据当天每小时 ETL 产生的临时数据文件合并一个目标仓库文件即可： |
| ETL消费消息不完整 | 1.消费不完整的 toPic 、 partition 信息会记录．告警短信通知： 2 ）人工重跑对应 topic--partition 小时 ETL 即可（支持细化到 partition 的小时数据重跑，因为是 overwrite ) |
| MapTask attempt killed by yarn | 1 ) MapTask attempt 被 yarn 的机制 killed 后．另启的 attempt 会 overwrite 之前的文件（排除一个小时执行多次 ETL 的情况．这时候需要人工重跑）．比较好的兼容 hadoop 集群的故障; |
| NodeManager carsh by hardware fault | 由于机器硬件故障导致运行 ETL 的 MapTask 的 NodeManager 直接 crash :1 ）数据正在写入临时目录，手工重跑对应 topic 一 partition 小时的 ETL 即可： 2 ）数据正在 merge ，手工重新 merge 对应 topic date 的数据； |
| 人为killed整个ETL job | 人工处理未执行的topic ：1.数据正在写入临时目录，手工重跑对于topic-partition小时的ETL即可 2.数据正在 merge , 手工重新merge对应 topic--date 的数据： |
自动水平扩展
现在离线 Kafka-ETL 是每小时 05 分调度，每次调度的 ETL 都会获取每个 topic&partition 当前最新、最大的 latest offset，同时与上个小时消费的截止 offset 组合成本地要消费的 kafkaEvent。由于每次获取的 latest offset 是不可控的，有些情况下某些 topic&partition 的消息 offset 增长非常快，同时 kafka topic 的 partition 数量来不及调整，导致 ETL 消费处理延迟，影响下游的业务处理流程：
- 由于扩容、故障等原因需要补采集漏采集的数据或者历史数据，这种情况下 topic&&partition 的消息 offset 增长非常快，仅仅依赖 kafka topic partiton 扩容是不靠谱的，补采集完后面还得删除扩容的 partition；
- 周末高峰、节假日、6.18、双十一等用户流量高峰期，收集的用户行为数据会比平时翻几倍、几十倍，但是同样遇到来不及扩容 topic partition 个数、扩容后需要缩容的情况；
Kafka ETL 是否能自动水平扩展不强依赖于 kafka topic partition 的个数。如果某个 topic kafkaEvent 需要处理的数据过大，评估在合理时间范围单个 mapper 能消费的最大的条数，再将 kafkaEvent 水平拆分成多个子 kafkaEvent，并分配到各个 mapper 中处理，这样就避免单个 mapper 单次需要处理过大 kafkaEvent 而导致延迟，提高水平扩展能力。拆分的逻辑如下图所示：
graph TB
开始 --> 根据ETLSchema选择SplitStrategy-->IsRemaining("SplitStrategy是否配置")
IsRemaining -->配置--> 生成对应的SplitStrategy-->根据SplitStrategy拆分KafkaEvent-->oneChosse("消息是否超过阈值")
oneChosse -->no["否"]-->KafkaEvent不拆分-->结束
oneChosse -->yes["是"]-->twoChosse("消息是否超过阈值2倍")-->yes2["是"]-->根据倍数进行合理拆分-->结束
twoChosse-->no2["否"]-->KafkaEvent拆分为两个-->结束
IsRemaining -->未配置-->KafkaEvent不拆分-->结束
后续我们将针对以下两点进行自动水平扩展的优化：
- 如果单个 mapper 处理的总消息数据比较大，将考虑扩容 mapper 个数并生成分片 split 进行负载均衡。
- 每种格式的消息处理速度不一样，分配时可能出现一些 mapper 负担比较重，将给每个格式配置一定的权重，根据消息条数、权重等结合一起分配 kafkaEvent。
参考链接
https://blog.csdn.net/javastart/article/details/113838240
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