前言

日志服務作為一站式的日志的采集與分析平臺，提供了各種用戶場景的日志采集能力，通過日志服務提供的各種與·與SDK，采集客戶端（Logtail），Producer，用戶可以非常容易的把各種數據源中的數據采集到日志服務的Logstore中。同時為了便于用戶對日志進行處理，提供了各種支持流式消費的SDK，如各種語言的消費組，與 Spark，Flink，Storm 等各種流計算技術無縫對接的Connector，以便于用戶根據自己的業務場景非常便捷的處理海量日志。

從最早的Spark Streaming到最新的Stuctured Streaming，Spark 一直是最流行的流計算框架之一。使用日志服務的Spark SDK，可以非常方便的在Spark 中消費日志服務中的數據，同時也支持將 Spark 的計算結果寫入日志服務。

日志服務基礎概念

日志服務的存儲層是一個類似Kafka的Append only的FIFO消息隊列，包含如下基本概念：

• 日志（Log）：由時間、及一組不定個數的Key-Value對組成。
• 日志組（LogGroup）：一組日志的集合，包含相同Meta信息如Topic，Source，Tags等。是讀寫的基本單位。

圖-1 Log與LogGroup的關系

• Shard：分區，LogGroup讀寫基本單元，對應于Kafka的partition。
• Logstore：日志庫，用以存放同一類日志數據。Logstore會包含1個或多個Shard。
• Project：Logstore存放容器，包含一個或者多個Logstore。

準備工作

1）添加Maven依賴：

<dependency><groupId>com.aliyun.emr</groupId><artifactId>emr-logservice_2.11</artifactId><version>1.9.0</version> </dependency>

Github源碼下載。
2）計劃消費的日志服務project，logstore以及對應的endpoint。
3）用于訪問日志服務Open API的Access Key。

對 Spark Streaming 的支持

Spark Streaming是Spark最早推出的流計算技術，現在已經進入維護狀態，不再會增加新的功能。但是考慮到Spark Streaming 的使用仍然非常廣泛，我們先從Spark Streaming開始介紹。Spark Streaming 提供了一個DStream 的數據模型抽象，本質是把無界數據集拆分成一個一個的RDD，轉化為有界數據集的流式計算。每個批次處理的數據就是這段時間內從日志服務消費到的數據。

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圖-2 DStream

Spark Streaming 從日志服務消費支持?Receiver 和?Direct?兩種消費方式。

Receiver模式

Receivers的實現內部實現基于日志服務的消費組（Consumer Library）。數據拉取與處理完全分離。消費組自動均勻分配Logstore內的所有shard到所有的Receiver，并且自動提交checkpoint到SLS。這就意味著Logstore內的shard個數與Spark 實際的并發沒有對應關系。
對于所有的Receiver，接收到的數據默認會保存在Spark Executors中，所以Failover的時候有可能造成數據丟失，這個時候就需要開啟WAL日志，Failover的時候可以從WAL中恢復，防止丟失數據。

SDK將SLS中的每行日志解析為JSON字符串形式，Receiver使用示例如下所示：

object SLSReceiverSample {def main(args: Array[String]): Unit = {val project = "your project"val logstore = "your logstore"val consumerGroup = "consumer group"val endpoint = "your endpoint"val accessKeyId = "access key id"val accessKeySecret = "access key secret"val batchInterval = Milliseconds(5 * 1000)val conf = new SparkConf().setAppName("Test SLS Loghub")val ssc = new StreamingContext(conf, batchInterval)val stream = LoghubUtils.createStream(ssc,project,logstore,consumerGroup,endpoint,accessKeyId,accessKeySecret,StorageLevel.MEMORY_AND_DISK,LogHubCursorPosition.END_CURSOR)stream.checkpoint(batchInterval * 2).foreachRDD(rdd =>rdd.map(bytes => new String(bytes)).top(10).foreach(println))ssc.checkpoint("hdfs:///tmp/spark/streaming")ssc.start()ssc.awaitTermination()} }

除Project，Logstore，Access Key 這些基礎配置外，還可以指定StorageLevel，消費開始位置等。

Direct模式

Direct模式不再需要Receiver，也不依賴于消費組，而是使用日志服務的低級API，在每個批次內直接從服務端拉取數據處理。對于Logstore中的每個Shard來說，每個批次都會讀取指定位置范圍內的數據。為了保證一致性，只有在每個批次確認正常結束之后才能把每個Shard的消費結束位置（checkpoint）保存到服務端。

為了實現Direct模式，SDK依賴一個本地的ZooKeeper，每個shard的checkpoint會臨時保存到本地的ZooKeeper，等用戶手動提交checkpoint時，再從ZooKeeper中同步到服務端。Failover時也是先從本地ZooKeeper中嘗試讀上一次的checkpoint，如果沒有讀到再從服務端獲取。

object SLSDirectSample {def main(args: Array[String]): Unit = {val project = "your project"val logstore = "your logstore"val consumerGroup = "consumerGroup"val endpoint = "endpoint"val accessKeyId = "access key id"val accessKeySecret = "access key secret"val batchInterval = Milliseconds(5 * 1000)val zkAddress = "localhost:2181"val conf = new SparkConf().setAppName("Test Direct SLS Loghub")val ssc = new StreamingContext(conf, batchInterval)val zkParas = Map("zookeeper.connect" -> zkAddress)val loghubStream = LoghubUtils.createDirectStream(ssc,project,logstore,consumerGroup,accessKeyId,accessKeySecret,endpoint,zkParas,LogHubCursorPosition.END_CURSOR)loghubStream.checkpoint(batchInterval).foreachRDD(rdd => {println(s"count by key: ${rdd.map(s => {s.sorted(s.length, s)}).countByKey().size}")// 手動更新checkpointloghubStream.asInstanceOf[CanCommitOffsets].commitAsync()})ssc.checkpoint("hdfs:///tmp/spark/streaming") // set checkpoint directoryssc.start()ssc.awaitTermination()} }

Direct模式示例

如何限速

在Receiver中，如果需要限制消費速度，我們只需要調整 Consumer Library 本身的參數即可。而Direct方式是在每個批次開始時從SLS拉取數據，這就涉及到一個問題：一個批次內拉取多少數據才合適。如果太多，一個批次內處理不完，造成處理延時。如果太少會導worker空閑，工作不飽和，消費延時。這個時候我們就需要合理配置拉取的速度和行數，實現一個批次盡可能多處理又能及時完成的目標。理想狀態下Spark 消費的整體速率應該與SLS采集速率一致，才能實現真正的實時處理。

由于SLS的數據模型是以LogGroup作為讀寫的基本單位，而一個LogGroup中可能包含上萬行日志，這就意味著Spark中直接限制每個批次的行數難以實現。因此，Direct限流涉及到兩個配置參數：

參數說明默認值

spark.streaming.loghub.maxRatePerShard	每個批次每個Shard讀取行數，決定了限流的下限	10000
spark.loghub.batchGet.step	每次請求讀取LogGroup個數，決定了限流的粒度	100

可以通過適當縮小spark.loghub.batchGet.step來控制限流的精度，但是即便如此，在某些情況下還是會存在較大誤差，如一個LogGroup中存在10000行日志，spark.streaming.loghub.maxRatePerShard設置為100，spark.loghub.batchGet.step設置為1，那一個批次內該shard還是會拉取10000行日志。

兩種模式的對比

和Receiver相比，Direct有如下的優勢：

降低資源消耗，不需要占用Executor資源來作為Receiver的角色。

魯棒性更好，在計算的時候才會從服務端真正消費數據，降低內存使用，不再需要WAL，Failover 直接在讀一次就行了，更容易實現exactly once語義。

簡化并行。Spark partition 與 Logstore 的 shard 個數對應，增加shard個數就能提高Spark任務處理并發上限。

但是也存在一些缺點：

在SLS場景下，需要依賴本地的 ZooKeeper 來保存臨時 checkpoint，當調用 commitAsync 時從?ZooKeeper同步到日志服務服務端。所以當需要重置 checkpoint 時，也需要先刪除本地?ZooKeeper?中的 checkpoint 才能生效。

上一個批次保存 checkpoint 之前，下一個批次無法真正開始，否則 ZooKeeper?中的 checkpoint 可能會被更新成一個中間狀態。目前SDK在每個批次會檢查是否上一個批次的 checkpoint 還沒有提交，如果沒有提交則生成一個空批次，而不是繼續從服務端消費。

在 SLS 場景下，限流方式不夠精確。

Spark Streaming結果寫入SLS

與消費SLS相反，Spark Streaming的處理結果也可以直接寫入SLS。使用示例：

...val lines = loghubStream.map(x => x)// 轉換函數把結果中每條記錄轉為一行日志def transformFunc(x: String): LogItem = {val r = new LogItem()r.PushBack("key", x)r}val callback = new Callback with Serializable {override def onCompletion(result: Result): Unit = {println(s"Send result ${result.isSuccessful}")}}// SLS producer configval producerConfig = Map("sls.project" -> loghubProject,"sls.logstore" -> targetLogstore,"access.key.id" -> accessKeyId,"access.key.secret" -> accessKeySecret,"sls.endpoint" -> endpoint,"sls.ioThreadCount" -> "2")lines.writeToLoghub(producerConfig,"topic","streaming",transformFunc, Option.apply(callback))ssc.checkpoint("hdfs:///tmp/spark/streaming") // set checkpoint directoryssc.start()ssc.awaitTermination()

對Structured Streaming的支持

Structured? Streaming 并不是最近才出現的技術，而是早在16年就已經出現，但是直到 Spark 2.2.0 才正式推出。其數據模型是基于無界表的概念，流數據相當于往一個表上不斷追加行。

圖-3 無界表模型

與Spark Streaming相比，Structured Streaming主要有如下特點：

底層實現基于Spark SQL引擎，可以使用大多數Spark SQL的函數。和Spark SQL共用大部分API，如果對Spark SQL熟悉的用戶，非常容易上手。復用Spark SQL的執行引用，性能更佳。

支持?Process time 和?Event time，而Spark Streaming只支持 Process Time。

批流同一的API。Structured Streaming 復用Spark SQL的 DataSet/DataFrame模型，和 RDD/DStream相比更High level，易用性更好。

實時性更好，默認基于micro-batch模式。在 Spark 2.3 中，還增加了連續處理模型，號稱可以做到毫秒級延遲。

API 對用戶更友好，只保留了SparkSession一個入口，不需要創建各種Context對象，使用起來更簡單。

SDK使用示例

import org.apache.spark.sql.SparkSession import org.apache.spark.sql.types.{StringType, StructField, StructType}object StructuredStreamingDemo {def main(args: Array[String]) {val spark = SparkSession.builder.appName("StructuredLoghubWordCount").master("local").getOrCreate()import spark.implicits._val schema = new StructType(Array(StructField("content", StringType)))val lines = spark.readStream.format("loghub").schema(schema).option("sls.project", "your project").option("sls.store", "your logstore").option("access.key.id", "your access key id").option("access.key.secret", "your access key secret").option("endpoint", "your endpoint").option("startingoffsets", "latest").load().select("content").as[String]val wordCounts = lines.flatMap(_.split(" ")).groupBy("value").count()val query = wordCounts.writeStream.outputMode("complete").format("loghub").option("sls.project", "sink project").option("sls.store", "sink logstore").option("access.key.id", "your access key id").option("access.key.secret", "your access key secret").option("endpoint", "your endpoint").option("checkpointLocation", "your checkpoint dir").start()query.awaitTermination()} }

代碼解釋：
1）schema 聲明了我們需要的字段，除了日志中的字段外，還有如下的內部字段：

__logProject__ __logStore__ __shard__ __time__ __topic__ __source__ __sequence_number__ // 每行日志唯一id

如果沒有指定schema，SDK默認提供一個__value__字段，其內容為由所有字段組成的一個JSON字符串。

2）lines 定義了一個流。
startingoffsets：開始位置，支持：

• latest ：日志服務最新寫入位置。強烈建議從latest開始，從其他位置開始意味著需要先處理歷史數據，可能需要等待較長時間才能結束。
• earliest：日志服務中最早的日志對應的位置。
• 或者為每個shard指定一個開始時間，以JSON形式指定。

maxOffsetsPerTrigger：批次讀取行數，SDK中默認是64*1024 。

3）結果寫入到日志服務
format 指定為Loghub即可。

不足之處

不支持手動提交checkpoint，SDK內部自動保存checkpoint到checkpointLocation中。

不再需要提供consumerGroup名稱，也就是說checkpoint沒有保存到SLS服務端，無法在日志服務里面監控消費延遲，只能通過Spark 任務日志觀察消費進度。

原文鏈接
本文為阿里云原創內容，未經允許不得轉載。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的日志服务（SLS）集成 Spark 流计算实战的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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