[Программирование] Как справиться с более чем двумя миллиардами записей в SQL-базе данных (перевод)
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
В рамках набора группы учащихся на курс "Highload Architect" подготовили перевод интересной статьи.
Приглашаем также посетить вебинар на тему «Выбор архитектурного стиля». На этом открытом уроке участники вместе с экспертом рассмотрят различия между микросервисным и монолитным подходами, преимущества и недостатки подходов, обсудят принципы выбора архитектурного стиля.
У одного из наших клиентов возникла проблема с большой, постоянно растущей, таблицей в MySQL с более чем 2 миллиардами записей. Без модернизации инфраструктуры была опасность исчерпания дискового пространства, что потенциально могло сломать все приложение. С такой большой таблицей были и другие проблемы: низкая производительность запросов, плохая схема, и, из-за огромного количества записей, не было простого способа анализировать эти данные. Также нам нужно было решить эти проблемы без простоев в работе приложения. В этом посте я хотел рассказать о нашем подходе к данной проблеме, но сразу хочу оговориться, что это не универсальное решение: каждый случай индивидуален и требует разных подходов. Но, возможно, вы найдете здесь некоторые полезные идеи для себя.Спасение в облакахПосле оценки нескольких альтернативных решений мы решили отправлять данные в какое-нибудь облачное хранилище. И наш выбор пал на Google Big Query. Мы выбрали его, потому что клиент предпочитал облачные решения от Google, а также данные были структурированными, предназначались для аналитики и нам не требовалась низкая задержка передачи данных (low latency). Поэтому BigQuery, казалась, идеальным решением (см. диаграмму ниже). После тестов, о которых вы можете прочитать в посте Анджея Людвиковски (Andrzej Ludwikowski), мы убедились, что Big Query достаточно хорошее решение, отвечающее потребностям наших клиентов и легко позволяет использовать аналитические инструменты для анализа данных. Но, как вы, возможно, уже знаете, большое количество запросов в BigQuery может привести к увеличению стоимости, поэтому мы хотели избежать запросов в BigQuery напрямую из приложения и использовать его только для аналитики и как что-то вроде резервной копии. 
https://cloud.google.com/solutions/infrastructure-options-for-data-pipelines-in-advertising#storing_dataПередача данных в облакоДля передачи потока данных есть много разных способов, но наш выбор был очень прост. Мы использовали Apache Kafka просто потому, что она уже широко использовалась в проекте и не было смысла внедрять другое решение. Использование Kafka дало нам еще одно преимущество — мы могли передавать все данные в Kafka и хранить их там в течение необходимого времени, а затем использовать для миграции в выбранное решение, которое справилось бы со всеми проблемами без большой нагрузки на MySQL. С таким подходом мы подготовили себе запасной вариант в случае проблем с BigQuery, например, слишком высокой стоимости или сложностей и с выполнением необходимых запросов. Как вы увидите ниже, это было важное решение, которое дало нам много преимуществ без каких-то серьезных накладных расходов.Потоковая передача из MySQLИтак, когда речь заходит о передаче потока данных из MySQL в Kafka, вы, вероятно, думаете о Debezium или Kafka Connect. Оба решения — отличный выбор, но в нашем случае не было возможности их использовать. Версия сервера MySQL была настолько старой, что Debezium ее не поддерживал, а обновление MySQL было невозможным. Мы также не могли использовать Kafka Connect из-за отсутствия автоинкрементного столбца в таблице, который мог бы использоваться коннектором для запроса новых записей без потери каких-либо из них. Мы знали, что можно использовать timestamp-столбцы, но при этом подходе могли быть потери строк из-за того, что запрос использовал более низкую точность timestamp, чем указано в определении столбца. Конечно, оба решения хороши, и если нет никаких препятствий для их использования, то я могу рекомендовать их для передачи данных из вашей базы данных в Kafka. В нашем случае нам нужно было разработать простого Kafka Producer, который запрашивал данные без потери каких-либо записей и передавал их в Kafka. И Kafka Consumer, отправляющего данные в BigQuery, как показано на диаграмме ниже.
Отправка данных в BigQueryСекционирование как способ экономии местаИтак, мы отправили все данные в Kafka (сжимая их для уменьшения полезной нагрузки), а затем — в BigQuery. Это помогло нам решить проблемы с производительностью запросов и быстро анализировать большой объем данных. Но осталась проблема с доступным местом. Мы хотели найти решение с заделом на будущее, которое справилось бы с проблемой сейчас и могло быть легко использовано в будущем. Мы начали с разработки новой таблицы. Мы использовали serial id в качестве первичного ключа и секционирование по месяцам. Секционирование этой большой таблицы дало нам возможность создавать резервные копии старых секций и усекать (truncate) / удалять (drop) их, чтобы освободить место, когда секция больше не нужна. Итак, мы создали новую таблицу с новой схемой и использовали данные из Kafka для ее заполнения. После переноса всех записей мы развернули новую версию приложения, которая для INSERT использовала новую таблицу с секционированием и удалили старую, чтобы освободить место. Конечно, вам понадобится достаточно свободного места для переноса старых данных в новую таблицу, но в нашем случае во время миграции мы постоянно делали резервные копии и удаляли старые разделы, чтобы быть уверенными, что у нас хватит места для новых данных. 
Передача данных в секционированную таблицуСжатие данных как еще один способ освободить пространствоКак я уже упоминал, после передачи данных в BigQuery мы могли легко анализировать их, и это дало нам возможность проверить несколько новых идей, которые могли бы позволить нам уменьшить пространство, занимаемое таблицей в базе данных.Одна из идей была посмотреть, как различные данные распределены по таблице. После нескольких запросов выяснилось, что почти 90% данных никому не нужны. Поэтому мы решили их сжать, написав Kafka Consumer, который отфильтровал бы ненужные записи и вставлял только нужные в еще одну таблицу. Назовем ее «сжатой» таблицей (compacted table), что показано на приведенной ниже диаграмме.
После сжатия (строки со значением "A" и "B" в колонке type были отфильтрованы во время миграции).
Передача данных в compacted-таблицуПосле этого мы обновили наше приложение и теперь выполняли чтение из новой таблицы (compacted table), а запись делали в секционированную таблицу (partitioned table), из которой мы непрерывно передавали данные с помощью Kafka в сжатую таблицу (compacted table). Итак, как видите, мы устранили проблемы, с которыми столкнулся наш клиент. Благодаря секционированию была устранена проблема нехватки места. Сжатие и правильное проектирование индексов решили некоторые проблемы с производительностью запросов из приложения, и, наконец, передача всех данных в облако дала нашему клиенту возможность легко анализировать все данные. Так как мы используем BigQuery только для аналитических запросов, а остальные запросы, отправляемые пользователями через приложение, по-прежнему выполняются в MySQL, то затраты оказались не такие и большие, как можно было бы ожидать. Еще одна важная деталь — все было выполнено без простоев, ни один клиент не пострадал.РезюмеИтак, подведем итоги. Мы начали с использования Kafka в качестве инструмента для потоковой передачи данных в BigQuery. Но так как все данные были в Kafka, это дало нам возможность легко решить другие проблемы, которые были важны для нашего клиента.
Узнать подробнее о курсе "Highload Architect".Смотреть вебинар на тему «Выбор архитектурного стиля».
===========
Источник:
habr.com
===========
===========
Автор оригинала: Kamil Charłampowicz
===========Похожие новости:
- [Программирование, C++] Новый поток в C++20: std::jthread (перевод)
- [Data Mining, Big Data, Data Engineering] Таксономия «грязных данных» (перевод)
- [Информационная безопасность, Big Data] Мэрия Москвы создаст цифровую витрину данных горожан за 132 млн рублей
- [Разработка веб-сайтов, JavaScript, Программирование, HTML] Красивое радио для браузера
- [Разработка веб-сайтов, JavaScript, Программирование, ReactJS] React Social App
- [Open source, Программирование, Геоинформационные сервисы, Визуализация данных, Научно-популярное] Google Earth Engine (GEE) как общедоступный суперкомпьютер
- [Разработка веб-сайтов, Программирование, Компиляторы, IT-стандарты] Wasp — DSL для разработки веб-приложений
- [Data Mining, Big Data, Data Engineering] Очистка данных: проблемы и современные подходы (перевод)
- [Программирование микроконтроллеров, Электроника для начинающих] На распутье — Ардуино, Cи или Ассемблер?
- [Программирование, Dart] Ускоряем Dart. Нативно, недорого
Теги для поиска: #_programmirovanie (Программирование), #_arhitektura_prilozhenij (архитектура приложений), #_vysokie_nagruzki (высокие нагрузки), #_mikroservisy (микросервисы), #_monolit (монолит), #_arhitekturnye_stili (архитектурные стили), #_kafka, #_mysql, #_bigquery, #_big_data, #_data_streaming, #_blog_kompanii_otus (
Блог компании OTUS
), #_programmirovanie (
Программирование
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 07:15
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
В рамках набора группы учащихся на курс "Highload Architect" подготовили перевод интересной статьи.
Приглашаем также посетить вебинар на тему «Выбор архитектурного стиля». На этом открытом уроке участники вместе с экспертом рассмотрят различия между микросервисным и монолитным подходами, преимущества и недостатки подходов, обсудят принципы выбора архитектурного стиля.  У одного из наших клиентов возникла проблема с большой, постоянно растущей, таблицей в MySQL с более чем 2 миллиардами записей. Без модернизации инфраструктуры была опасность исчерпания дискового пространства, что потенциально могло сломать все приложение. С такой большой таблицей были и другие проблемы: низкая производительность запросов, плохая схема, и, из-за огромного количества записей, не было простого способа анализировать эти данные. Также нам нужно было решить эти проблемы без простоев в работе приложения. В этом посте я хотел рассказать о нашем подходе к данной проблеме, но сразу хочу оговориться, что это не универсальное решение: каждый случай индивидуален и требует разных подходов. Но, возможно, вы найдете здесь некоторые полезные идеи для себя.Спасение в облакахПосле оценки нескольких альтернативных решений мы решили отправлять данные в какое-нибудь облачное хранилище. И наш выбор пал на Google Big Query. Мы выбрали его, потому что клиент предпочитал облачные решения от Google, а также данные были структурированными, предназначались для аналитики и нам не требовалась низкая задержка передачи данных (low latency). Поэтому BigQuery, казалась, идеальным решением (см. диаграмму ниже). После тестов, о которых вы можете прочитать в посте Анджея Людвиковски (Andrzej Ludwikowski), мы убедились, что Big Query достаточно хорошее решение, отвечающее потребностям наших клиентов и легко позволяет использовать аналитические инструменты для анализа данных. Но, как вы, возможно, уже знаете, большое количество запросов в BigQuery может привести к увеличению стоимости, поэтому мы хотели избежать запросов в BigQuery напрямую из приложения и использовать его только для аналитики и как что-то вроде резервной копии.  https://cloud.google.com/solutions/infrastructure-options-for-data-pipelines-in-advertising#storing_dataПередача данных в облакоДля передачи потока данных есть много разных способов, но наш выбор был очень прост. Мы использовали Apache Kafka просто потому, что она уже широко использовалась в проекте и не было смысла внедрять другое решение. Использование Kafka дало нам еще одно преимущество — мы могли передавать все данные в Kafka и хранить их там в течение необходимого времени, а затем использовать для миграции в выбранное решение, которое справилось бы со всеми проблемами без большой нагрузки на MySQL. С таким подходом мы подготовили себе запасной вариант в случае проблем с BigQuery, например, слишком высокой стоимости или сложностей и с выполнением необходимых запросов. Как вы увидите ниже, это было важное решение, которое дало нам много преимуществ без каких-то серьезных накладных расходов.Потоковая передача из MySQLИтак, когда речь заходит о передаче потока данных из MySQL в Kafka, вы, вероятно, думаете о Debezium или Kafka Connect. Оба решения — отличный выбор, но в нашем случае не было возможности их использовать. Версия сервера MySQL была настолько старой, что Debezium ее не поддерживал, а обновление MySQL было невозможным. Мы также не могли использовать Kafka Connect из-за отсутствия автоинкрементного столбца в таблице, который мог бы использоваться коннектором для запроса новых записей без потери каких-либо из них. Мы знали, что можно использовать timestamp-столбцы, но при этом подходе могли быть потери строк из-за того, что запрос использовал более низкую точность timestamp, чем указано в определении столбца. Конечно, оба решения хороши, и если нет никаких препятствий для их использования, то я могу рекомендовать их для передачи данных из вашей базы данных в Kafka. В нашем случае нам нужно было разработать простого Kafka Producer, который запрашивал данные без потери каких-либо записей и передавал их в Kafka. И Kafka Consumer, отправляющего данные в BigQuery, как показано на диаграмме ниже.  Отправка данных в BigQueryСекционирование как способ экономии местаИтак, мы отправили все данные в Kafka (сжимая их для уменьшения полезной нагрузки), а затем — в BigQuery. Это помогло нам решить проблемы с производительностью запросов и быстро анализировать большой объем данных. Но осталась проблема с доступным местом. Мы хотели найти решение с заделом на будущее, которое справилось бы с проблемой сейчас и могло быть легко использовано в будущем. Мы начали с разработки новой таблицы. Мы использовали serial id в качестве первичного ключа и секционирование по месяцам. Секционирование этой большой таблицы дало нам возможность создавать резервные копии старых секций и усекать (truncate) / удалять (drop) их, чтобы освободить место, когда секция больше не нужна. Итак, мы создали новую таблицу с новой схемой и использовали данные из Kafka для ее заполнения. После переноса всех записей мы развернули новую версию приложения, которая для INSERT использовала новую таблицу с секционированием и удалили старую, чтобы освободить место. Конечно, вам понадобится достаточно свободного места для переноса старых данных в новую таблицу, но в нашем случае во время миграции мы постоянно делали резервные копии и удаляли старые разделы, чтобы быть уверенными, что у нас хватит места для новых данных.  Передача данных в секционированную таблицуСжатие данных как еще один способ освободить пространствоКак я уже упоминал, после передачи данных в BigQuery мы могли легко анализировать их, и это дало нам возможность проверить несколько новых идей, которые могли бы позволить нам уменьшить пространство, занимаемое таблицей в базе данных.Одна из идей была посмотреть, как различные данные распределены по таблице. После нескольких запросов выяснилось, что почти 90% данных никому не нужны. Поэтому мы решили их сжать, написав Kafka Consumer, который отфильтровал бы ненужные записи и вставлял только нужные в еще одну таблицу. Назовем ее «сжатой» таблицей (compacted table), что показано на приведенной ниже диаграмме.  После сжатия (строки со значением "A" и "B" в колонке type были отфильтрованы во время миграции).   Передача данных в compacted-таблицуПосле этого мы обновили наше приложение и теперь выполняли чтение из новой таблицы (compacted table), а запись делали в секционированную таблицу (partitioned table), из которой мы непрерывно передавали данные с помощью Kafka в сжатую таблицу (compacted table). Итак, как видите, мы устранили проблемы, с которыми столкнулся наш клиент. Благодаря секционированию была устранена проблема нехватки места. Сжатие и правильное проектирование индексов решили некоторые проблемы с производительностью запросов из приложения, и, наконец, передача всех данных в облако дала нашему клиенту возможность легко анализировать все данные. Так как мы используем BigQuery только для аналитических запросов, а остальные запросы, отправляемые пользователями через приложение, по-прежнему выполняются в MySQL, то затраты оказались не такие и большие, как можно было бы ожидать. Еще одна важная деталь — все было выполнено без простоев, ни один клиент не пострадал.РезюмеИтак, подведем итоги. Мы начали с использования Kafka в качестве инструмента для потоковой передачи данных в BigQuery. Но так как все данные были в Kafka, это дало нам возможность легко решить другие проблемы, которые были важны для нашего клиента. Узнать подробнее о курсе "Highload Architect".Смотреть вебинар на тему «Выбор архитектурного стиля».
=========== Источник: habr.com =========== =========== Автор оригинала: Kamil Charłampowicz ===========Похожие новости:
Блог компании OTUS ), #_programmirovanie ( Программирование ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 07:15
Часовой пояс: UTC + 5