关于数据库:解决-Databend-命令行参数加载问题

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Iteration 11[1] 从 4/9 开始到 4/22 完结，为期两周。

这个周期十分高兴，我造了一堆轮子来解决 Databend 的命令行应用体验问题：

serde-bridge[2]：将一个值在不同的 serde 实现中进行转换
serde-env[3]：反对将环境变量解析为嵌套的构造体
serfig[4]：基于 serde 实现的多层配置零碎，反对从环境变量，配置文件，本身等多个中央读取并合并配置

最终实现的成果是 Databend 可能依照指定的程序顺次加载来自配置文件，环境变量和命令行参数中的配置：

pub fn load() -> Result<Self> {let arg_conf: Self = Config::parse();

    let mut builder: serfig::Builder<Self> = serfig::Builder::default();

    // Load from config file first.
    {let config_file = if !arg_conf.config_file.is_empty() {arg_conf.config_file.clone()
        } else if let Ok(path) = env::var("CONFIG_FILE") {path} else {"".to_string()
        };

        builder = builder.collect(from_file(Toml, &config_file));
    }

    // Then, load from env.
    builder = builder.collect(from_env());

    // Finally, load from args.
    builder = builder.collect(from_self(arg_conf));

    Ok(builder.build()?)
}

通过命令行参数配置：Databend 经验晚期的横蛮成长之后，当初终于有工夫能够略微打磨一下应用体验。首当其冲是简约而不成体系的配置项，以配置 S3 存储的 Bucket 为例：

通过命令行参数配置：

--bucket=abc

通过环境变量配置：

export S3_STORAGE_BUCKET=abc

通过配置文件配置：

[storage.s3]
bucket = "abc"

呈现这种情况的一大起因是 clap 的不良设计导致用户应用中呈现的畸形姿态：

clap 的 Parser 不反对构造体，所有 args 都必须平铺，导致用户必须为所有的构造体加上 #[clap(flatten)]:

#[derive(Clone, Debug, PartialEq, Serialize, Deserialize, Args)]
#[serde(default)]
pub struct StorageConfig {
    // azure storage blob config.
    #[clap(flatten)]
    pub azure_storage_blob: AzureStorageBlobConfig,
}

更蹩脚的是，clap 依赖字段名来惟一辨别参数，这就要求整个构造体中不得呈现重名的字段。比方下列这样的代码能编译，然而无奈失常运行：

#[derive(Clone, Debug, PartialEq, Serialize, Deserialize, Args)]
#[serde(default)]
pub struct StorageConfig {
    // S3 storage backend config.
    #[clap(flatten)]
    pub s3: S3StorageConfig,

    // azure storage blob config.
    #[clap(flatten)]
    pub azure_storage_blob: AzureStorageBlobConfig,
}

#[derive(Clone, PartialEq, Serialize, Deserialize, Args)]
#[serde(default)]
pub struct S3StorageConfig {
    /// <root>
    #[clap(long, default_value_t)]
    pub root: String,
}

#[derive(Clone, PartialEq, Serialize, Deserialize, Args)]
#[serde(default)]
pub struct AzureStorageBlobConfig {
    /// <root>
    #[clap(long, default_value_t)]
    pub root: String,
}

所以大家开始写这样的代码：

#[derive(Clone, PartialEq, Serialize, Deserialize, Args)]
pub struct MetaConfig {
    /// The dir to store persisted meta state for a embedded meta store
    #[clap(long, env = META_EMBEDDED_DIR, default_value = "./_meta_embedded")]
    pub meta_embedded_dir: String,

    #[clap(long, env = META_ADDRESS, default_value = "", help ="MetaStore backend address")]
    pub meta_address: String,

    #[clap(long, env = META_USERNAME, default_value = "", help ="MetaStore backend user name")]
    pub meta_username: String,

    #[clap(long, env = META_PASSWORD, default_value = "", help ="MetaStore backend user password")]
    pub meta_password: String,
}

Args 与 Env 的关系曾经十分凌乱了，databend 还须要反对从配置文件中加载。为了保障正确的加载程序，社区甚至开始写宏来强行再次加载环境变量：

macro_rules! env_helper {($config:expr, $struct: tt, $field:tt, $field_type: ty, $env:expr) => {let env_var = std::env::var_os($env)
            .unwrap_or($config.$struct.$field.to_string().into())
            .into_string()
            .expect(format!("cannot convert {} to string", $env).as_str());
        $config.$struct.$field = env_var
            .parse::<$field_type>()
            .expect(format!("cannot convert {} to {}", $env, stringify!($field_type)).as_str());
    };
}

impl StorageConfig {pub fn load_from_env(mut_config: &mut Config) {env_helper!(mut_config, storage, storage_type, String, STORAGE_TYPE);
        env_helper!(mut_config, storage, storage_num_cpus, u64, STORAGE_NUM_CPUS);

        // DISK.
        env_helper!(
            mut_config.storage,
            fs,
            data_path,
            String,
            FS_STORAGE_DATA_PATH
        );

        ...
    }
}

在入手改良之前，首先思考最现实的情况是怎么的：

• 正确的加载程序：同名字段会依照 config -> env -> args 的程序记录，后者笼罩前者
• 对立的命名体系：同一个字段在不同中央应用对立的命名格调，比如说 storage.s3.bucket, –storage-s3-bucket, STORAGE_S3_BUCKET
• 缩小冗余代码：尽可能减少维护者须要写的反复代码

社区在 Issue bug: config overwrite when specify –config and any other command line args.[5] 中奉献了一个 idea：将 config-rs[6] 与 clap 联合起来，让 clap 可能作为 config-rs 的一个 Source。我为 config-rs 提交了 proposal: Implement serde::Serializer and Source/AsyncSource for Value[7]，然而在尝试实现 demo 的时候遇到了无奈解决的问题，以至于我开始感觉咱们须要新的办法和新的思路。

好，跳进去思考这个问题：

配置加载实际上就是依照程序从不同的中央加载数据，解析成咱们的 Config 构造体并进行合并的过程。所以咱们须要：

将环境变量解析为嵌套的构造体
一个对立的数据表示形式
将来自不同的中央的数据进行合并

最开始我尝试应用了 envy[8]，然而它不反对将环境变量解析为嵌套的构造体，为此我开发了 serde-env[9]:

use serde::Deserialize;
use serde_env::from_env;

#[derive(Debug, Deserialize)]
struct Cargo {home: String,}

#[derive(Debug, Deserialize)]
struct Test {
    home: String,
    cargo: Cargo,
}

fn main() {let t: Test = from_env().expect("deserialize from env");

    assert!(!t.home.is_empty());
    assert!(!t.cargo.home.is_empty());
    println!("{:?}", t)
}

思路其实很简略，serde-env 外部将环境变量示意为应用 _ 分隔的 tree，于是上述例子中的 Test.cargo.home 实际上就能转化为 CARGO_HOME。

连续这样的思路，serde-env 还可能反对形如这样的构造体：

#[derive(Debug, Deserialize)]
struct Cargo {test: String,}

#[derive(Debug, Deserialize)]
struct Test {
    home: String,
    cargo: Cargo,
    cargo_home: String,
}

无效解决了环境变量转化为构造体的问题。

为了可能解决配置之间的合并，我开发了 serde-bridge[10]:

use anyhow::Result;
use serde_bridge::{from_value, into_value, FromValue, IntoValue, Value};

fn main() -> Result<()> {let v = bool::from_value(Value::Bool(true))?;
    assert!(v);

    let v: bool = from_value(Value::Bool(true))?;
    assert!(v);

    let v = true.into_value()?;
    assert_eq!(v, Value::Bool(true));

    let v = into_value(true)?;
    assert_eq!(v, Value::Bool(true));

    Ok(())
}

它是一个到 serde API one-to-one 的 mapping，跟 serde-value[11] 类似，然而更加残缺，同时实现了 {De,S}erialize[r] 等类型。任何 serde 实现都能够基于 serde_bridge::Value 作为中间层来进行转换。

在上述库的反对下，serfig 通过 serde_bridge::Value 来合并配置并对外裸露 Builder 的接口：

use serde::{Deserialize, Serialize};
use serfig::collectors::{from_env, from_file, from_self};
use serfig::parsers::Toml;
use serfig::Builder;

#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, PartialEq, Default)]
#[serde(default)]
struct TestConfig {
    a: String,
    b: String,
    c: i64,
}

fn main() -> anyhow::Result<()> {let builder = Builder::default()
        .collect(from_env())
        .collect(from_file(Toml, "config.toml"))
        .collect(from_self(TestConfig::default()));
    let t: TestConfig = builder.build()?;

    println!("{:?}", t);
    Ok(())
}

跟 clap 的整合也非常容易，弱小的 serde_bridge::Value 使得咱们可能将构造体自身也作为一个数据源 from_self，以 Databend 为例：

pub fn load() -> Result<Self> {let arg_conf: Self = Config::parse();

    let mut builder: serfig::Builder<Self> = serfig::Builder::default();

    // Load from config file first.
    {let config_file = if !arg_conf.config_file.is_empty() {arg_conf.config_file.clone()
        } else if let Ok(path) = env::var("CONFIG_FILE") {path} else {"".to_string()
        };

        builder = builder.collect(from_file(Toml, &config_file));
    }

    // Then, load from env.
    builder = builder.collect(from_env());

    // Finally, load from args.
    builder = builder.collect(from_self(arg_conf));

    Ok(builder.build()?)
}

咱们首先应用 Config::parse() 来加载命令参数，而后在最初应用 from_self(arg_conf) 来笼罩后面获取到的数据。

目前的实现还有不少问题，咱们仍未解决 #[clap(flatten)] 导致的各种问题：

pub struct AzblobStorageConfig {
    /// Endpoint URL for Azblob
    ///
    /// # TODO(xuanwo)
    ///
    /// Clap doesn't allow us to use endpoint_url directly.
    #[clap(long = "storage-azblob-endpoint-url", default_value_t)]
    #[serde(rename = "endpoint_url")]
    pub azblob_endpoint_url: String,

    /// # TODO(xuanwo)
    ///
    /// Clap doesn't allow us to use root directly.
    #[clap(long = "storage-azblob-root", default_value_t)]
    #[serde(rename = "root")]
    pub azblob_root: String,
}

• 雷同的字段还是会抵触
• 须要手动指定 clap 的 long 字段
将来可能会想方法自行实现 clap Parser 来彻底解决这些不统一的问题。

高兴的造轮子周期，以至于这周始终在发 #明天用而不是 #明天学，下个周期还是要多输出一些货色～

[1]Iteration 11: https://github.com/users/Xuan…
[2] serde-bridge: https://github.com/Xuanwo/ser…
[3] serde-env: https://github.com/Xuanwo/ser…
[4] serfig: https://github.com/Xuanwo/serfig
[5] bug: config overwrite when specify –config and any other command line args.: https://github.com/datafusela…
[6] config-rs: https://github.com/mehcode/co…
[7] proposal: Implement serde::Serializer and Source/AsyncSource for Value: https://github.com/mehcode/co…
[8] envy: https://github.com/softprops/…
[9] serde-env: https://github.com/Xuanwo/ser…
[10] serde-bridge: https://github.com/Xuanwo/ser…
[11] serde-value: https://github.com/arcnmx/ser…

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文章首发于公众号：Databend

正文完

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2022-06-02

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前言

背景

思考

实现

serde-env

serde-bridge

serfig

后续

总结

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