cover_image

统一采集高性能、高可用的技术细节

俊伟 三七互娱技术团队
2024年04月15日 10:00

统一采集是数据产品部的数据入口，它承载了数据接收采集工作。日常流量大，国内高峰时几万QPS，即使有1秒钟出问题，意味着有几万条数据丢失。所以它的高性能，高可用显得尤为重要。

01

技术选型原则：不追求高级新技术，选简单可靠的

图片
图片

高级新技术往往是经过多层封装，功能丰富，开发一般只熟悉应用方法，难于了解低层的技术实现。我们希望是用简单的低级技术实现，开发能全盘了解各项技术细节。出问题能快速定位。

最终技术选型为Openresty lua接收数据、filebeat传输数据、kafka存储数据。数据流程如下：

图片
02

为什么不Openresty lua直接写kafka，整体更简单，而且Openresty能实现同步写或异步写kafka，效率不成问题呀？

图片
图片

因为数据接收到存入Kafka是需要经过网络，可预见的下游故障有：网络故障，kafka故障。即使Openresty异步写能在内存缓存数据，但内存大小毕竟有限，一旦下游故障时间长一点，内存很快就放不下。所以为了高可用，实现了数据先落盘，再异步传到kafka。数据接收、传输存储两者解耦。

03

如何实现高性能的数据落盘？

图片
图片

OpenResty并未提供数据写文件功能。唯一与文件相关的函数是ngx.log()，但这主要用于记录日志，而不适用于写入数据文件。在网上找到的解决方案大多是在接收数据请求时，调用lua的io文件处理函数，连续调用open、write、flush、close函数。虽然可行，但效率低下，每个请求都需要反复打开和关闭文件。

图片

由于OpenResty采用多进程处理高并发的架构设计，实现高性能写入数据文件功能需要解决三大问题：

1.如何在高并发下避免写入同一文件导致数据混乱；

2.如何在高并发下高效地完成写入数据文件；

3如何在文件切割过程中，让业务平稳无感，不受影响；

为了解决这些问题，我们设计了一套OpenResty高性能写入数据文件的解决方案。

首先，我们利用lua_shared_dict开辟一块共享内存，供各个worker共享，以此实现排它锁，协调不同worker并发写入同一文件，从而解决数据混乱问题。核心代码如下：

在nginx.conf 文件，增加"lua_shared_dict file_locks 1m;"在业务系统lua文件里，这样使用：............local lock, err = resty_lock:new("file_locks")if not lock then    ngx.log(ngx.WARN, "failed to create lock: " .. err)end............local elapsed, err = lock:lock(topic)if not elapsed then    ngx.log(ngx.WARN, "failed to lock: " .. err)end/*这里写业务逻辑*/local ok, err = lock:unlock()if not ok then    ngx.log(ngx.WARN, "failed to unlock: " .. err)end............

其次，我们利用init_worker_by_lua_block在worker启动时定义全局变量fileHandleList，用于存放打开文件的句柄，以避免同一文件被反复打开，以此提高效率。

图片

核心代码如下：

在nginx.conf 文件，增加"init_worker_by_lua_block {fileHandleList = {}};"在业务系统lua文件里，这样使用：............local filePath = "/data/" .. filename .. ".log"if io.type(fileHandleList[filePath]) ~= 'file' then    fileHandleList[filePath] = assert(io.open(filePath, "a"))endlocal fileHandle = fileHandleList[filePath]............fileHandle:write(message, "\n")fileHandle:flush()............

最后，当数据文件写入到一定程度，需要进行切割，例如每天一个文件。这与日志切割的原理相同。OpenResty内置了USR1信号处理，收到信号会重新打开日志，但这只限于日志。对于我们实现的数据文件，需要用到HUP信号，即nginx -s reload。OpenResty会重新加载配置，并重新打开数据文件，从而实现在文件切割过程中，业务平稳无感，不受影响。

核心代码如下：

data_path="/openresty/nginx/data"olddata_path="/openresty/nginx/olddata"mkdir -p ${olddata_path}/$(date -d "yesterday" +"%Y%m%d")/data_name=`ls ${data_path} |grep '\.json$' |awk -F'.json$' '{print $1}'|sort|uniq|xargs`for loop in ${data_name}domv ${data_path}/${loop}.json ${olddata_path}/$(date -d "yesterday" +"%Y%m%d"/${loop}.jsondone/openresty/nginx/sbin/nginx -s reload

在数据文件切割移动时，需要注意的是，mv的目标路径需要与原路径在同一文件系统（同一磁盘），这样文件的inode号不变，切割过程不会影响新数据的写入。

通过测试对比我们的方案对比网上方案，性能提升13.5倍。

图片


END


三七互娱技术团队

扫码关注 了解更多

图片


继续滑动看下一个
三七互娱技术团队
向上滑动看下一个