关于flink:Flink-CDC-OceanBase-全增量一体化数据集成方案

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本文整顿自 OceanBase 技术专家王赫（川粉）在 5 月 21 日 Flink CDC Meetup 的演讲。次要内容包含：

OceanBase 介绍

Flink CDC OceanBase Connector 实现原理

Flink CDC + OceanBase 利用场景

Flink CDC OceanBase Connector 将来瞻望

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OceanBase 是蚂蚁团体自研的分布式数据库。从 10 年开始立项并研发迭代，最早的用户是淘宝的收藏夹。14 年，OceanBase 研发团队从淘宝迁徙至蚂蚁团体，次要负责反对支付宝外部的去 IOE 工作，即替换支付宝所用的 Oracle 数据库。目前，蚂蚁团体数据库曾经全副迁徙到 OceanBase。2021 年 6 月 1 号，OceanBase 正式地对外开源，凋谢了 MySQL 兼容的版本。

OceanBase 数据库经验了三代架构降级，从最后利用于电商的分布式存储系统，到前面通用的分布式数据库，再到现在企业级的分布式数据库。

上图展现了 OceanBase 的架构。

最上层的 App 通过 OBProxy（负载平衡代理）拜访 OceanBase 数据库的 server 端，server 端的数据存在多个正本，正本之间的关系相似于数据库架构中的主从关系，但它是表级别的，即分区表的分区是以表级别为单位存在多个正本，而后打散存在于多个 server 中。

OceanBase 的架构具备以下几个特点：

无共享架构：每个节点均有本人残缺的 SQL 引擎、存储引擎和事务处理逻辑，节点之间齐全对等，不存在分层构造。
分区级可用性：提供分区级的可用性。在 OceanBase 数据库中，分区是可靠性和扩展性的根本单元，实现了拜访路由、负载平衡以及主动故障复原。
高可用 + 强一致性：因为数据存在多个正本，多个正本之间通过 Paxos 的一致性协定来提供高可靠性，并且确保日志的长久化在多数派节点胜利。

OceanBase 的外围个性有以下六点：

高可用：基于 Paxos 协定，强一致性。多数正本故障，数据不丢，服务不停。
高扩大：反对在线程度扩大、缩容，且各个节点之间能够主动实现负载平衡。
高兼容：社区版提供了 MySQL 协定和语法的兼容。
低成本：OceanBase 数据库存储的应用老本约为 MySQL 的 1/3 左右。因为其对硬件品质要求较低，且对存储进行了十分多的优化，“存储压缩比”极致。
多租户：租户之间的资源齐全隔离，不同业务方只需在本人的租户中进行数据管理，能够节俭肯定的老本。
HTAP：在一套引擎中同时实现了 OLTP 和 OLAP 的性能。

以后支流的 CDC 实现形式次要是借助于数据库的日志，获取到数据库的增量日志之后，要确保它的有序性和完整性，再针对这些日志做解决，而后写入到目标端，比方数仓或查问引擎。

OceanBase 对于增量数据的获取提供了一些组件。因其自身是分布式数据库，那么它的数据在落到日志时也是扩散状态。它提供了一个 obcdc 组件用于获取数据库日志。它会与 OceanBase server 端通过 RPC 进行交互，拉取到原始的日志信息。通过肯定的解决后，能够吐出有序的日志流，上游再通过接入 obcdc 组件生产有序的日志流。

目前次要的上游生产端有三类：

oblogproxy：开源组件，生产日志流的服务，Flink CDC 依赖于此组件来实现增量的数据拉取。
OMS store：OceanBase 对外提供的数据迁徙服务。商业版的 OMS 曾经迭代了很多版本，反对很多数据源。去年，OMS 提供了社区版的反对，次要反对了 OceanBase 的社区版以及 MySQL 两种数据源。
JNI client：能够通过 JNI 的日志客户端间接应用 obcdc 与 OBSserver 进行交互拉取增量日志，正在开源打算中。

目前开源社区提供的 OceanBase CDC 组件次要有两个：

OceanBase Canal：Canal 是阿里巴巴对外开源的 MySQL 增量日志拉取工具。OceanBase 社区基于开源版的 Canal 最新代码，减少了对于 OceanBase 增量日志的拉取解析能力。
Flink CDC：通过 oblogproxy 应用 obcdc，从 OceanBase 拉到增量日志之后通过另外的开源组件 logproxy-client 生产增量日志，并进行解决。

上图左下角是动静表的定义形式，数据流在 Flink 中会通过动静表的模式转化成表。只有转化成一张表，能力对其进行 SQL 操作。之后由 Continuous Queries 对一直增长的流式表进行 query，获取到的数据仍然是表构造，再将其转化成流数据发往上游。

上图展现了 Flink CDC 的实现原理。

Flink CDC Connector 只做对源端数据的读取，即只负责将数据从数据源读到 Flink 引擎。

以后的 Flink CDC Connector 次要分为以下三类：

MySqlSource：实现了最新的 source 接口以及并发读取。
DebeziumSourceFunction：基于 Debezium 实现了 SourceFunction，反对旧版 MySQL、Oracle、MongoDB、SqlServer、PostgreSQL。
OceanBaseSourceFunction：实现了 SourceFunction 接口，别离基于 JDBC 和 logproxy-cilent 实现了全量和增量读取。

上图展现了 Flink CDC OceanBase Connector 的数据门路。

增量数据首先通过 logproxy 进行拉取，logproxy-client 会监听到增量日志的数据流，数据流进入到 Flink CDC 之后通过 Flink CDC 的解决逻辑写入到 Flink。全量数据通过 JDBC 进行拉取。

以后 Flink CDC OceanBase Connector 反对的能力，次要受限于 logproxy，目前可能反对从指定工夫拉取数据。但因为 OceanBase 是分布式数据库，无奈准确地找到日志增量数据的终点，而通过工夫戳来指定可能会存在一些反复数据。

在全量阶段，又因为 OceanBase 社区版没有表锁，因而全量数据的读取也无奈通过加锁来确定数据边界。

基于以上两方面的思考，目前临时只反对 at-least-once 工作模式，还未实现 exactly-onece。

Flink CDC 是全增量一体化，OceanBase Connector 对数据表的读取反对正则匹配。针对分库分表的一些场景，能够通过 OceanBase Connector 创立动静表来读取数据源的数据，而后写入到一张表中，实现表数据的汇聚。

OceanBase 是多租户零碎，目前对于社区版的 MySQL 租户还未实现跨租户的拜访能力。因而，如果须要读取跨租户的数据，还需通过多个数据库的连贯来实现别离读取。而 Flink CDC 人造适宜这项工作，相当于每个租户都对应一个动静表来做数据源读取的通道，而后在 Flink 中汇聚。

能够对不同品种数据源进行数据汇聚，对于 MySQL、TiDB 等与 MySQL 协定兼容的数据源的集成，因为数据格式是一样的，根本不存在改变老本。

OceanBase 是 HTAP 数据库，不仅 TP 能力强，还可能作为数仓来应用。Flink 中的 JDBC connector 反对写入数据到兼容 MySQL 协定的数据库，因而能够通过应用 Flink CDC 来读取源端数据，再将这些数据通过 Flink JDBC connector 写入到 OceanBase 中，将 OceanBase 当作指标端来应用。

目前，OceanBase 提供了 SQL、Table API 和 HBase API 三种数据应用形式，所有应用形式所需组件都已开源。

上图列出了 OceanBase CDC 计划现状。

OMS 社区版：它是 OMS 商业版的性能子集，然而没有开源。作为白屏工具，其操作敌对，且全增量一体化，附带数据校验和运维的能力。它的有余在于部署流程稍显繁琐，只对 MySQL 和 OceanBase 社区版两种数据源做了反对，且不反对增量 DDL。

DataX + Canal/Otter：它是开源计划，通过 DataX + Canal/Otter 做数据迁徙工作。Otter 是 Canal 的父我的项目，次要针对异地多活，可能反对双向数据同步，其增量数据读取基于 Canal。此计划的劣势在于反对多种目标端，对 HBase、ES 以及关型数据库 RDB 都提供了反对；不足之处在于，Canal 和 Otter 做增量，DataX 做全量，增量和全量离开的形式比拟割裂，连接局部会呈现数据冗余。

Flink CDC：纯开源计划，社区沉闷，且社区用户增长速度快，反对多种源端和目标端，全增量一体化。同时，Flink 作为十分优良的大数据处理引擎，能够做 ETL。其不足之处在于，OceanBase Connector 目前不反对增量 DDL，以及没有实现 exactly-once，因而增量和全量的重叠局部可能存在数据冗余。

将来，咱们首先会优化数据读取。对全量局部做并行化解决，应用新的 source 接口的并行化解决框架；增量局部，跳过 logproxy 服务，间接从 OceanBase 数据库拉取增量数据，即通过 JNI client 应用 obcdc 组件间接拉取数据。

其次，丰盛性能个性。目前 Flink CDC 只反对社区版 OceanBase，而 OceanBase 社区版和企业版在增量日志读取方面应用的组件齐全一样，因而只需较小改变即可反对企业版的增量读取；反对增量 DDL、exactly-once 模式以及限速。

最初，进步代码品质。首先会减少端到端的测试；格局转化局部，应用 runtime converter 代替 JdbcValueConverters，进步性能；实现对新版 source 接口（并行处理框架）的反对。

Q：Flink CDC OceanBase Connector 开源后的易用性和稳定性如何？

A：易用性方面，开源一年以来，咱们陆续减少了很多开源组件，包含 OMS、OCP 等非开源社区版生成性能的反对；稳定性方面，OceanBase 曾经在蚂蚁外部大量利用，MySQL 兼容版本也曾经在包含快手在内的 20 多家企业中投入大规模利用，因而毋庸放心其稳定性。

Q：OceanBase 的分片信息、索引信息等元数据存储在哪里？

A：存储在 OB server 内，能够通过 SQL 间接进行查问。

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