OLTP类系统数据结转最佳实践
一、 背景介绍
业务系统在长期运行的过程中会积累大量的数据,这些数据有些是需要长期保存的,例如一些订单数据,有些只需要短期保存,例如一些日志信息。业务数据一般都会有一个生命周期,生命周期内的我们叫生产数据,生命周期之外(即业务已经关闭)的叫历史数据,我们这里提到的数据结转,指的是将需要长期保存的历史数据从生产库迁移到历史库(转),而将需要短期保存的数据定期删除(结)。
我们已经进入了大数据时代,但在OLTP类系统中,关系型数据库依然占据主导地位,在关系型数据库中,如果不及时进行数据结转,会严重影响系统的性能。
关系型数据库单机容量有限,因此业界普遍的做法是进行垂直分库和水平分片,一些大型互联网企业由于业务量庞大,仅分片的集群规模就能达到上千节点,再加上分库的集群,规模非常巨大。传统的数据归档方法往往针对单库操作,难以处理如此大规模集群的数据归档。
同时,在大型互联网企业,每日的数据增长量非常大,数据结转的频率远大于传统行业,这些行业的IT系统往往是7*24小时不间断提供服务,而且全天24小时的并发量都很大,因此数据结转操作必须尽量减少对生产库的性能影响。
为此,我们自主研发了数据结转平台,以解决大数据背景下的数据结转问题。
二、 技术架构
2.1 设计要点
(1)尽量减少对生产库的影响
数据结转操作没有复杂的业务逻辑,因此对数据库性能的影响主要体现在IO方面,减少对生产库的影响,最主要的就是减少对生产库的IO操作。目前我们采用的方案是通过从库查询数据,将数据插入历史库,然后再从主库中删除,如图1数据结转逻辑图所示,将查询的IO操作转嫁到从库上,可以大大减轻对主库的影响。为了保障数据库的高可用,业内基本都采用了主从部署模式,因此这个方案具有很高的通用性。
图1 数据结转逻辑图
(2)支持分库分片集群
我们希望数据结转平台的配置足够简单并且易于理解。在和用户的沟通过程中,我们发现他们最强烈的需求就是分库分片集群的数据结转。传统的单机数据结转操作可以抽象描述为:将数据库实例A中表B的历史数据结转到历史库C,用户的配置主要有4个元素:生产库实例A、结转表B、结转条件和历史库。对于大规模的分库分片集群规模,如果采用传统单机数据结转的配置方式,每一个数据库实例都要配置4个元素,配置量非常大。
在我们的方案中,按照图2所示对数据库集群进行划分,将主库、从库、历史库作为一个结转单元,对于分片的数据库集群,表结构相同,我们将其作为一个分组,对于分库的集群,表结构不同则划分为不同的分组。用户进行配置的时候不是面向一个数据库实例,而是面向一个分组,数据结转操作抽象为:结转分组X中表B的历史数据,用户的配置元素有3个:分组X、结转表B和结转条件。分组信息仅需配置一次。这样大大简化了用户的配置工作。
(3)支持水平扩展
由于数据库集群规模较大,数据结转平台应该具备水平扩展能力。我们采用的方案是将数据结转最核心的组件定时任务和数据库操作(数据结转执行器)独立出来,进行分布式部署。如下图3所示,
图2 数据库集群模型
配置中心为用户的入口,用户通过配置中心定义数据结转任务,任务的关键属性包括:触发条件、执行条件、目标分组等,配置中心将结转任务分发给代理程序,同时对代理程序的执行状态进行监控。结转任务的触发条件配置在代理程序中的定时任务中,而执行条件和目标分组则作为数据结转执行器的执行参数。通过水平扩展代理程序,我们对更多的数据库进行结转。
图3 数据结转组件关系图
2.2 总体架构
综合上面提到的3个设计要点,我们得到图4所示的总体架构,需要特别说明的是,对于水平分片的分组,我们采用的是多线程结转,对于不同结转单元不存在数据共享问题,所以无需考虑并发锁等问题。
三、 一些经验总结
a) 配置中心与代理程序之间的信息同步
图4 数据结转总体架构图
配置中心和代理程序在我们的方案中被设计为一种松耦合结构:在系统的运行过程中,代理程序宕机不会影响配置中心的运行,同样配置中心短暂的不可用也不会影响代理程序的运行。松耦合结构可以大大增强系统的可用性,而且配置中心、代理程序升级的时候不会影响整个系统的正常运行。
为了实现松耦合的结构,配置中心与代理程序之间的信息同步我们都是采用的异步处理,比如配置中心向代理程序分发结转任务,实际处理的时候我们采用的是拉的方式,而不是推的方式,我们在配置中心和代理程序之间维持了一个心跳,心跳的内容是代理程序负载的所有结转任务的校验码(该校验码在代理程序向配置中心发送心跳信息时由配置中心计算),当代理程序发现从配置中心得到的校验码和本地校验码不同时,则说明用户对结转任务进行了修改(包括新增、修改、删除),此时代理程序主动向配置中心发起同步结转任务的请求。这样做的好处是,代理程序在发生宕机重启后,会自动进行任务的同步。
b) 进度可视化
结转任务的进度在我们的方案中是实时汇总到配置中心的,我们称为进度可视化,代理程序通过一个独立的线程来异步处理进度可视化,一方面这样可以降低对结转任务性能的干扰,另一方面可以避免由于网络问题、配置中心暂时不可用等问题导致结转任务异常。进度可视化对于用户来说非常重要,用户在第一次定义结转任务并执行该任务的时候,进度可视化信息是用户和系统互动的唯一窗口,对用户来说是莫大的心理安慰。
c) 异常可视化
代理程序在执行数据结转任务时,会遇到各种异常信息,比如数据库URL配置错误,历史库生产库表结构不一致等,对于这些异常信息,除了在本地记录日志外,我们还将它们发送到了配置中心。将这些异常可视化,而不是让用户在大量的日志中去检索,这种方式非常便于在线问题的诊断。
d) 事务一致性
将生产库数据转到历史库本身是一个分布式的事务,在我们的方案中,不能保证数据的强一致性,比如在历史数据Insert到历史库的瞬间,用户修改了生产库的数据,我们的方案不会检测这种变化,会导致用户的修改并不会反映到历史库中,造成数据不一致。虽然在生产库中删除历史数据时,可以增加强一致性的校验,以解决这种问题,但是这样会对生产库造成一定的压力,同时考虑到这种情况发生的概率极低,因此并没有进行特殊处理。
历史数据Insert到历史库后,可能由于某种异常导致生产库执行Delete操作时失败,此时会造成数据冗余(生产库和历史库存在相同数据)。对于这种问题,我们的方案是利用Redo Log(重做日志)机制,在结转任务重新执行时根据Redo Log恢复异常现场,纠正异常数据。
e) 结转数据的回滚
我们提供了一个数据回滚功能,可以将已经结转到历史库的数据逆向回滚到生产库,用户可以配置Where条件精确指定需要回滚的数据。有些特殊情况,业务上需要对已经结转的历史数据进行修改,该功能主要用于处理这种情况。同时在测试阶段,我们可以通过该功能快速恢复测试数据,方便对数据结转平台的测试。
f) 代理程序的自动升级
代理程序和配置中心本质上是一种典型的C/S(客户端/服务端)结构,客户端是多实例部署,服务器端是集群部署,为了系统能够平滑地进行升级,我们需要对客户端的版本进行统一管理,同时我们提供了代理程序的自动升级功能,系统管理员可以通过配置中心对代理程序部署实例进行升级。自动升级功能,统一了代理程序的版本,使得我们可以不用被兼容性问题羁绊,是我们能够进行快速迭代开发有力支撑。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
数据分析在当今信息时代发挥着重要作用。单因素方差分析(One-Way ANOVA)是一种关键的统计方法,用于比较三个或更多独立样本组 ...
2025-04-25CDA持证人简介: 居瑜 ,CDA一级持证人国企财务经理,13年财务管理运营经验,在数据分析就业和实践经验方面有着丰富的积累和经 ...
2025-04-25在当今数字化时代,数据分析师的重要性与日俱增。但许多人在踏上这条职业道路时,往往充满疑惑: 如何成为一名数据分析师?成为 ...
2025-04-24以下的文章内容来源于刘静老师的专栏,如果您想阅读专栏《刘静:10大业务分析模型突破业务瓶颈》,点击下方链接 https://edu.cda ...
2025-04-23大咖简介: 刘凯,CDA大咖汇特邀讲师,DAMA中国分会理事,香港金管局特聘数据管理专家,拥有丰富的行业经验。本文将从数据要素 ...
2025-04-22CDA持证人简介 刘伟,美国 NAU 大学计算机信息技术硕士, CDA数据分析师三级持证人,现任职于江苏宝应农商银行数据治理岗。 学 ...
2025-04-21持证人简介:贺渲雯 ,CDA 数据分析师一级持证人,互联网行业数据分析师 今天我将为大家带来一个关于用户私域用户质量数据分析 ...
2025-04-18一、CDA持证人介绍 在数字化浪潮席卷商业领域的当下,数据分析已成为企业发展的关键驱动力。为助力大家深入了解数据分析在电商行 ...
2025-04-17CDA持证人简介:居瑜 ,CDA一级持证人,国企财务经理,13年财务管理运营经验,在数据分析实践方面积累了丰富的行业经验。 一、 ...
2025-04-16持证人简介: CDA持证人刘凌峰,CDA L1持证人,微软认证讲师(MCT)金山办公最有价值专家(KVP),工信部高级项目管理师,拥有 ...
2025-04-15持证人简介:CDA持证人黄葛英,ICF国际教练联盟认证教练,前字节跳动销售主管,拥有丰富的行业经验。在实际生活中,我们可能会 ...
2025-04-14在 Python 编程学习与实践中,Anaconda 是一款极为重要的工具。它作为一个开源的 Python 发行版本,集成了众多常用的科学计算库 ...
2025-04-14随着大数据时代的深入发展,数据运营成为企业不可或缺的岗位之一。这个职位的核心是通过收集、整理和分析数据,帮助企业做出科 ...
2025-04-11持证人简介:CDA持证人黄葛英,ICF国际教练联盟认证教练,前字节跳动销售主管,拥有丰富的行业经验。 本次分享我将以教培行业为 ...
2025-04-11近日《2025中国城市长租市场发展蓝皮书》(下称《蓝皮书》)正式发布。《蓝皮书》指出,当前我国城市住房正经历从“增量扩张”向 ...
2025-04-10在数字化时代的浪潮中,数据已经成为企业决策和运营的核心。每一位客户,每一次交易,都承载着丰富的信息和价值。 如何在海量客 ...
2025-04-09数据是数字化的基础。随着工业4.0的推进,企业生产运作过程中的在线数据变得更加丰富;而互联网、新零售等C端应用的丰富多彩,产 ...
2025-04-094月7日,美国关税政策对全球金融市场的冲击仍在肆虐,周一亚市早盘,美股股指、原油期货、加密货币、贵金属等资产齐齐重挫,市场 ...
2025-04-08背景 3月26日,科技圈迎来一则重磅消息,苹果公司宣布向浙江大学捐赠 3000 万元人民币,用于支持编程教育。 这一举措并非偶然, ...
2025-04-07在当今数据驱动的时代,数据分析能力备受青睐,数据分析能力频繁出现在岗位需求的描述中,不分岗位的任职要求中,会特意标出“熟 ...
2025-04-03