hudi系列-借助hudi优化架构

本文讨论了数据分析平台的需求,分析了常见架构如Lambda架构的问题,提出了Hudi如何通过其特性解决这些问题,包括统一数据存储、支持更新、流式增量查询等,实现了分钟级别的实时数仓并简化了整体架构。

1. 数据分析平台的需求

自从工作以来一直都是从事大数据相关的工作,现在回头想一下,虽然每个阶段都不是最先用上当时最新的技术,但还是跟随着它们“稳定”的步伐,也庆幸自己在不同的阶段能接触到不一样的技术面,从这些

不同的经历之中,我总结了业务需求对数据的处理能力主要有三种要求:

  • 在线联机分析: 很多公司在最初引入大数据相关技术就是为了BI方面的报表统计需求,所以支持sql语言、基于内存的即席查询是最适合的,从impala,presto,kylin,phonex等,到后来的clickhouse,doris,druid等,从纯计算发展成了计算存储一体。
  • 离线批处理:对大批量数据的深层挖掘以及数据建模型中应用得比较多,目前比较常用的应该还是hive和spark
  • 实时流处理:预警、实时推荐、风控等方面,从storm->spark streaming->flink,现在flink已经独步天下了,随着flink-cdc和connector的不断发展,flink用来做数据实时同步也越来越多了。

单论计算引擎,spark,flink三者都能提供以上三种能力,但是强弱各不同,spark本质是批处理,一直往流处理发展,从spark streaming到StructStreaming;flink是天然的流引擎,也一直在推动流批一体。

2. 常见构架的问题

lambda架构一直饱受诟病,应用成本高、两套代码容易造成数据一致性问题,就算在spark和flink中取其一实现流批一体,但是存储层面的隔离使得批处理和流处理两个流程之间的

### HUDI 开源框架介绍 Apache Hudi 是一种开源的数据湖管理框架,专注于解决大数据场景下数据增量更新、删除以及实时数据流处理等问题[^1]。其名称来源于 **H** adoop **U** pdates made **D** ifficult **I** ncredibly easy(让 Hadoop 上的更新变得极其容易)。Hudi 提供了一种灵活的方式来管理和操作大规模分布式存储上的数据集。 #### 核心特性 Hudi 支持多种核心功能,使其成为现代数据湖架构的重要组成部分: - **ACID 事务支持**:通过提供原子性、一致性、隔离性和持久性的保障,确保复杂数据操作的安全性。 - **Upsert 操作**:允许高效地执行插入和更新操作,适用于频繁变更的数据集。 - **时间旅行查询**:用户可以回溯到任意历史版本的数据状态,这对于审计和数据分析非常重要。 - **增量拉取**:仅提取自上次读取以来发生更改的部分数据,从而显著减少计算开销[^4]。 --- ### HUDI大数据中的应用场景 Hudi 广泛应用于各种需要高性能数据处理的大规模生产环境中: #### 实时数据摄取 在电商、金融等领域,业务系统会产生大量的交易记录或其他动态事件日志。传统的批量加载方式难以满足低延迟需求,而 Hudi 可以实现实时数据摄入并快速反映最新状态。例如,在电商平台中,每天新增的订单可以通过 Hudi 增量写入表中,同时还能有效应对订单修改或取消的情况[^4]。 #### 数据仓库现代化改造 随着企业向云端迁移的趋势加剧,越来越多的传统数仓被替换为更灵活的数据湖架构Hudi 能够帮助开发者轻松完成这一转型过程——它不仅兼容主流文件格式(如 Parquet 和 Avro),还无缝衔接 Spark、Flink 等流行计算引擎。 #### 维度表 Join 优化 当面对高吞吐率的流式作业时,如何高效连接大尺寸维度表成为一个常见痛借助Hudi 的索引机制,我们可以预先缓存热字段对应的物理位置信息,进而加速后续查询响应速度。此外,针对那些时效性强但又不允许长期保留中间结果的应用场合,则可通过配置合适的 TTL 参数来控制资源占用水平[^5]。 --- ### HUDI vs Apache Iceberg 对比分析 尽管两者同属新一代数据湖标准制定者行列,但在具体实现细节方面存在一定差异: | 特性 | HUDI | ICEBERG | |---------------------|------------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------| | 文件组织形式 | Copy-On-Write (COW) & Merge-On-Read (MOR)[^1] | Pure COW | | Schema Evolution | 动态调整列属性 | 明确声明变更意图 | | Partition Management | 自动重分区 | 手工指定 | 值得注意的是,虽然二者都能很好地适应多样化的负载模式,但由于设计理念的不同,它们各自擅长的方向有所侧重。例如,Hudi 更倾向于服务于高频次的小型变动请求;而对于涉及大批量静态扫描的任务来说,Iceberg 则往往表现得更为优越[^2]。 --- ```python from pyspark.sql import SparkSession spark = SparkSession.builder.appName("hudi_example").getOrCreate() # 创建一个简单的 DataFrame data = [("Alice", 1), ("Bob", 2)] columns = ["name", "id"] df = spark.createDataFrame(data, columns) # 将数据保存至 Hudihudi_options = { 'hoodie.table.name': 'test_hudi_table', 'hoodie.datasource.write.recordkey.field': 'id', 'hoodie.datasource.write.partitionpath.field': '', 'hoodie.datasource.write.operation': 'insert' } df.write.format("hudi").options(**hudi_options).mode("overwrite").save("/tmp/hudi") ``` 以上代码片段展示了如何利用 PySpark API 向 Hudi 存储层提交一份基础测试数据集合。 ---
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