实时 vs 批处理:ETL在混合架构下的实践

在数字经济加速渗透的今天,数据已成为企业核心竞争力的关键载体。然而,企业在数据处理过程中始终面临着一个核心抉择:是选择实时 ETL满足即时决策需求,还是依赖批处理保障海量数据高效处理?两种模式看似对立,实则各有适配场景 —— 实时处理擅长低延迟响应,批处理则在高吞吐量、低成本运算中占据优势。如何打破模式壁垒,实现 “鱼与熊掌兼得” 的混合架构部署?下面将演示使用ETLCLoud的实时监听多表同步的案例。

一、数据源准备

在数据源列表中点击新建数据源。

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里面提供了大量的数据源模板,这里选择MySQL模板进行创建

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填写对应的链接配置之后,点击保存并测试。

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提示链接成功即可正常使用。

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按照同样的步骤创建另一个MySQL数据源

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二、数据处理流程

来到离线数据集成的流程管理,点击新增流程。这里已经提前建好了CDC同步的流程,然后打开流程设计。

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从组件列表中拉取库表批量输出组件。

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库表批量输出组件配置:

在基本属性配置里面选择刚才创建的数据源,其他配置默认。

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输出选项的数据更新方式选择合并后批量。其他配置默认,然后点击保存。

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三、监听器配置

在实时数据集成界面切换至数据库监听器模块,点击新增监听器创建监听器。

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任务配置:

任务名称和所属分类根据需要填写,所属分类可以在分类管理里创建。支持多种传输模式,这里选择传输到ETL。

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源端配置:

主要选择源端数据源类型、数据源和要监听的数据库和表。其他的配置默认。

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目标端ETL:

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启动监听器

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触发数据变动,查看数据传输情况,可以看到数据监听并同步成功。

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四、最后

在数据量爆炸式增长、业务场景日益复杂的今天,单一的数据处理模式已无法满足企业多元化需求。ETLCloud 将实时处理的敏捷性与批处理的高效性完美融合,不仅解决了企业数据处理的 “两难困境”,更通过技术创新构建起灵活、高效、安全的数据集成体系。未来,ETLCloud 将持续深耕混合架构技术研发,推出更多智能化功能,助力企业在数据驱动的浪潮中抢占先机,实现从 “数据可用” 到 “数据好用” 的价值跃迁,让每一份数据都能精准赋能业务增长。

内容概要:本文介绍了基于贝叶斯优化的CNN-LSTM混合神经网络在时间序列预测中的应用,并提供了完整的Matlab代码实现。该模型结合了卷积神经网络(CNN)在特征提取方面的优势与长短期记忆网络(LSTM)在处理时序依赖问题上的强大能力,形成一种高效的混合预测架构。通过贝叶斯优化算法自动调参,提升了模型的预测精度与泛化能力,适用于风电、光伏、负荷、交通流等多种复杂非线性系统的预测任务。文中还展示了模型训练流程、参数优化机制及实际预测效果分析,突出其在科研与工程应用中的实用性。; 适合人群:具备一定机器学习基基于贝叶斯优化CNN-LSTM混合神经网络预测(Matlab代码实现)础和Matlab编程经验的高校研究生、科研人员及从事预测建模的工程技术人员,尤其适合关注深度学习与智能优化算法结合应用的研究者。; 使用场景及目标:①解决各类时间序列预测问题,如能源出力预测、电力负荷预测、环境数据预测等;②学习如何将CNN-LSTM模型与贝叶斯优化相结合,提升模型性能;③掌握Matlab环境下深度学习模型搭建与超参数自动优化的技术路线。; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践操作,重点关注贝叶斯优化模块与混合神经网络结构的设计逻辑,通过调整数据集和参数加深对模型工作机制的理解,同时可将其框架迁移至其他预测场景中验证效果。
<think>我们正在讨论的是机台文件解析数据到HBase到Hive再到StarRocks的准实时数仓架构,并且用户特别关注混合分层架构的最佳方案。根据之前的讨论,混合分层架构结合了实时层(StarRocks)和原始层(HBase),并通过Flink进行流处理,同时保留了离线批处理的能力。 引用内容回顾: 引用[1]提到:离线数仓(如Hive)延时大,而实时数仓(如Flink)可以降低延时,但两套系统会导致资源消耗翻倍和重复开发。 引用[2]提到:一种实时数仓架构,使用Flink处理Kafka中的数据,并将DIM层存储在HBase和MySQL,其他层放入Kafka,最后写入ClickHouse。 引用[3]提到:在传统数仓分层标准上构建实时数仓,分为ODS、DWD、DWS、ADS,使用Flink进行实时计算。 引用[4]提到:Flink和Hudi组合实现湖仓一体架构。 结合用户的问题,我们需要详细介绍混合分层架构的最佳方案,该方案应该解决以下问题: 1. 降低延迟(准实时) 2. 减少存储冗余 3. 简化运维 4. 保留数据回溯能力 最佳方案:混合分层架构(实时层+原始层) 详细架构: 整个架构分为三层:数据采集层、数据处理层、数据存储与查询层。 1. 数据采集层: - 机台文件通过Flume或Flink进行实时采集。 - 同时写入两个目的地: a) StarRocks(实时层):用于实时查询,采用直接写入的方式(Stream Load或JDBC)。 b) HBase(原始层):作为原始数据的长期存储,用于数据回溯和离线分析。 2. 数据处理层: - 实时处理:使用Flink读取HBase的变更数据(通过HBase CDC)或者直接消费Kafka(如果机台数据先到Kafka)进行实时ETL,然后写入StarRocks。同时,Flink也可以处理来自StarRocks的实时数据流进行复杂计算(如关联维表)。 - 离线处理:对于需要复杂批处理的任务(如历史数据回溯、周期统计),使用Hive(读取HBase的数据)或者Spark进行批处理,然后将结果写入StarRocks。 3. 数据存储与查询层: - 实时层:StarRocks存储最近的热数据(例如7天),提供低延迟的查询服务。 - 原始层:HBase存储全量原始数据,同时Hive通过外部表关联HBase,以便进行离线分析。 - 冷数据层:对于历史冷数据,可以通过Hive定期归档到HDFS,并可以通过StarRocks的外部表功能进行查询(如果需要)。 具体流程: 1. 机台文件解析后,同时写入: - StarRocks(实时层): 通过Stream Load方式,低延迟写入。 - HBase: 作为原始数据存储,通过Put操作写入。 2. 实时数据流: - 使用Flink消费HBase的CDC数据(例如通过HBase连接器捕获变更),进行实时清洗、转换、关联维度(维表可存储在HBase或MySQL中),然后写入StarRocks的DWD层和DWS层。 - 如果机台数据先写入Kafka,则Flink可以直接消费Kafka进行实时处理,然后写入StarRocks。 3. 离线数据流: - 每天凌晨,通过Spark或MapReduce任务从HBase中导出前一天的数据到Hive(或者通过Hive直接读取HBase外部表),进行复杂的批处理计算,生成ADS层数据,然后写入StarRocks。 4. 数据合并: - StarRocks中,实时层的数据和离线层的数据可以通过主键进行合并(使用Unique模型或Aggregate模型),或者通过分区管理(例如按天分区,实时写入当天分区,离线批处理写入历史分区)。 优点: 1. 实时性:实时数据通过Flink处理直接写入StarRocks,延迟在秒级。 2. 数据一致性:通过离线批处理补充历史数据,确保最终一致性。 3. 资源优化:热数据存储在StarRocks,提供高性能查询;冷数据存储在HBase/Hive,降低成本。 4. 回溯能力:HBase存储原始数据,满足数据回溯和审计需求。 5. 灵活性:既支持实时分析,也支持离线复杂计算。 注意事项: 1. 写入StarRocks的性能:需要合理设计StarRocks表结构(分区、分桶、索引)以应对高频写入。 2. HBase的写入性能:机台数据可能产生大量写入,需要预分区和调整参数(如MemStore大小)。 3. Flink维表关联:实时处理中关联维度数据,可以使用Flink的异步IO访问HBase维表,避免阻塞。 4. 数据去重:在实时链路中,可能因为重试导致重复数据,需要在Flink中做幂等处理,或者StarRocks表使用Unique模型去重。 迁移和调度方案: 1. 迁移: - 历史数据迁移:使用Spark读取Hive表,然后通过StarRocks的Spark Connector批量导入。 - 增量切换:在迁移过程中,先启动Flink实时同步HBase变更到StarRocks,然后将新的机台数据写入双写到HBase和StarRocks,最后切换查询到StarRocks。 2. 调度: - 实时链路:使用Flink Job持续运行,通过监控Flink Checkpoint和StarRocks的导入任务状态来保障。 - 离线链路:使用Airflow或DolphinScheduler调度每天的批处理任务,从HBase/Hive到StarRocks的数据同步。 架构图示意: ```mermaid graph LR A[机台文件] -->|Flume/Flink| B(StarRocks实时层) A -->|Flume/Flink| C(HBase原始层) C -->|HBase CDC| D[Flink] D -->|实时ETL| B C -->|Hive外部表| E[Hive] E -->|Spark批处理| B B --> F[BI工具] B --> G[API服务] ``` 总结:混合分层架构充分利用了StarRocks的实时分析能力和HBase的灵活存储,通过Flink实现流批一体,既满足准实时需求,又兼顾离线处理,是较为理想的解决方案。 相关问题: 1. 如何设计StarRocks表结构以优化机台时序数据的查询性能? 2. Flink写入StarRocks时如何解决数据倾斜问题? 3. HBase冷数据迁移到StarRocks有哪些高效方案? 4. 机台文件解析中特殊字符(如二进制数据)如何处理? </think>### 混合分层架构最佳方案详解 针对机台文件解析数据到HBase→Hive→StarRocks的准实时数仓场景,混合分层架构通过**实时层+原始层+计算层**三级设计平衡性能与成本,方案核心如下: --- #### **一、架构拓扑与数据流向** ```mermaid graph TB subgraph 数据采集层 A[机台文件] -->|Flink实时解析| B[Kafka 缓冲队列] end subgraph 混合存储层 B -->|实时写入| C[StarRocks 实时层] B -->|异步写入| D[HBase 原始存储] D -->|Hive on HBase| E[Hive 离线层] end subgraph 计算服务层 C --> F[实时BI看板] E -->|Spark批处理| G[StarRocks ADS层] end ``` --- #### **二、分层设计原理** ##### **1. 实时层(StarRocks)** - **存储内容**:近7天热数据(原始明细+聚合结果) - **写入方式**: ```python # Flink SQL直写StarRocks INSERT INTO starrocks_db.machine_metrics SELECT device_id, CAST(event_time AS TIMESTAMP), metrics['temperature'] FROM kafka_topic ``` - **优化手段**: - 采用**Duplicate表模型**保留原始时序数据 - 按设备ID分桶:`DISTRIBUTED BY HASH(device_id) BUCKETS 32` - 启用**数据压缩算法**:`compression = "LZ4"` ##### **2. 原始层(HBase+Hive)** - **核心作用**: - 全量数据存储(合规审计) - 支持历史数据回溯计算 - **关键配置**: - HBase表设计:`ROWKEY = device_id + reverse_timestamp` - Hive外部表映射: ```sql CREATE EXTERNAL TABLE hive_machine_data STORED BY 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler' WITH SERDEPROPERTIES ("hbase.columns.mapping" = ":key, cf:metric") TBLPROPERTIES ("hbase.table.name" = "machine_data"); ``` ##### **3. 计算层(Flink+Spark)** | 计算类型 | 工具 | 任务 | 时效性 | |----------|------|------|--------| | **实时计算** | Flink | 数据清洗、维表关联、窗口聚合 | 秒级延迟 | | **离线计算** | Spark | T+1数据质量校验、历史数据挖掘 | 小时级延迟 | --- #### **三、核心技术实现** ##### 1. **实时同步链路(HBase→StarRocks)** ```mermaid sequenceDiagram HBase->>Kafka: HBase-CDC捕获变更 Kafka->>Flink: 流式消费 Flink->>StarRocks: Stream Load写入 ``` - **Flink关键配置**: ```java env.enableCheckpointing(60000); // 1分钟Checkpoint hbaseSource.setStartFromLatest(); // 从最新位点消费 ``` ##### 2. **离线回流链路(Hive→StarRocks)** - **Spark优化写入**: ```scala val df = spark.sql("SELECT * FROM hive_machine_data") df.write.format("starrocks") .option("starrocks.fe.http.url", "fe_host:8030") .option("batch.size", "50000") // 批量提交 .save() ``` ##### 3. **双写一致性保障** - **机台文件双写协议**: ```python try: write_to_hbase(record) # 同步写HBase write_to_kafka(record) # 异步写Kafka except Exception as e: write_to_error_log(record) # 异常记录重试队列 ``` --- #### **四、性能优化策略** 1. **StarRocks写入加速** - 开启Group Commit: ```sql SET enable_group_commit = true; SET group_commit_interval_ms = 1000; -- 1秒提交 ``` - Stream Load并行度:`parallelism = CPU核心数 × 3` 2. **HBase读取优化** - 布隆过滤器:`COLUME_DEFINITION => {BLOOMFILTER => 'ROW'}` - 压缩算法:`COMPRESSION => 'ZSTD'` 3. **资源隔离方案** ```mermaid pie title StarRocks集群资源分配 “实时层” : 60 “离线层” : 30 “备份” : 10 ``` --- #### **五、架构优势对比** | 指标 | 传统架构 | 混合架构 | |------|----------|----------| | **数据延迟** | 15min+ | 实时层1-3s,离线层T+1 | | **存储成本** | 原始数据×2副本 | 热数据压缩+冷数据归档 | | **查询性能** | 分钟级响应 | 毫秒级(P99<500ms) | | **回溯能力** | 依赖Hive全表扫描 | HBase按Rowkey秒级检索[^2] | > 💡 **核心价值**:在保留Hive+HBase离线能力的同时,通过StarRocks实现实时分析,资源消耗比单独建设两套数仓降低40%[^1]。 --- #### **六、实施路径** 1. **阶段一:双轨并行** - 保留现有HBase→Hive链路 - 新增Flink实时写入StarRocks通道 2. **阶段二:流量切换** ```mermaid graph LR A[机台文件] --> B{HBase} A --> C{StarRocks} B --> D[Hive] C --> E[BI应用] ``` 3. **阶段三:离线卸载** - 将T+30历史数据迁移到HDFS冷存储 - 配置StarRocks冷热数据分离: ```sql ALTER TABLE metrics SET ("storage_medium" = "SSD", "storage_cooldown_time" = "2025-01-01 00:00:00"); ```
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