数据实时增量同步之CDC工具—Canal、mysql_stream、go-mysql-transfer、Maxwell

什么是CDC？

CDC(Change Data Capture)是变更数据获取的简称。可以基于增量日志，以极低的侵入性来完成增量数据捕获的工作。核心思想是，监测并捕获数据库的变动（包括数据或数据表的插入、更新以及删除等），将这些变更按发生的顺序完整记录下来，写入到消息中间件中以供其他服务进行订阅及消费。

简单来讲：CDC是指从源数据库捕获到数据和数据结构(也称为模式)的增量变更，近乎实时地将这些变更，传播到其他数据库或应用程序之处。
通过这种方式，CDC能够向数据仓库提供高效、低延迟的数据传输，以便信息被及时转换并交付给专供分析的应用程序。

与批量复制相比，变更数据的捕获通常具有如下三项基本优势：

• CDC通过仅发送增量的变更，来降低通过网络传输数据的成本。
• CDC可以帮助用户根据最新的数据做出更快、更准确的决策。例如，CDC会将事务直接传输到专供分析的应用上。
• CDC最大限度地减少了对于生产环境网络流量的干扰。

CDC工具对比

实现原理：

1、将自己伪装成MySQL的Slave，

2、向Master发送dump协议获取binlog，解析binlog并生成消息

3、将生成的消息实时、批量发送给接收端

Mysql binlog 讲解：

MySQL的二进制日志可以说MySQL最重要的日志了，它记录了所有的DDL和DML(除了数据查询语句)语句，
以事件形式记录，还包含语句所执行的消耗的时间，MySQL的二进制日志是事务安全型的。

一般来说开启二进制日志大概会有1%的性能损耗。

二进制日志两个最重要的使用场景:

• MySQL Replication在Master端开启binlog，Master把它的二进制日志传递给slaves来达到master-slave数据一致的目的。
• 数据恢复，通过使用mysqlbinlog工具来使恢复数据。

二进制日志包括两类文件：

• 二进制日志索引文件（文件名后缀为.index）用于记录所有的二进制文件

• 二进制日志文件（文件名后缀为.00000*）记录数据库所有的DDL和DML(除了数据查询语句)语句事件。

binlog文件的滚动：

• 达到了滚动的大小

• mysql服务停止

• mysql binlog的三种格式

在配置文件中可以选择配置 binlog_format= statement|mixed|row

• ROW 模式（一般就用它）

  日志会记录每一行数据被修改的形式，不会记录执行 SQL 语句的上下文相关信息，只记录要修改的数据，哪条数据被修改了，修改成了什么样子，只有 value，不会有 SQL 多表关联的情况。

  优点：它仅仅只需要记录哪条数据被修改了，修改成什么样子了，所以它的日志内容会非常清楚地记录下每一行数据修改的细节，非常容易理解。

  缺点：ROW 模式下，特别是数据添加的情况下，所有执行的语句都会记录到日志中，都将以每行记录的修改来记录，这样会产生大量的日志内容。

• STATEMENT 模式

  每条会修改数据的 SQL 语句都会被记录下来。

  缺点：由于它是记录的执行语句，所以，为了让这些语句在 slave 端也能正确执行，那他还必须记录每条语句在执行过程中的一些相关信息，也就是上下文信息，以保证所有语句在 slave 端被执行的时候能够得到和在 master 端执行时候相同的结果。

  但目前例如 step()函数在有些版本中就不能被正确复制，在存储过程中使用了 last-insert-id()函数，可能会使 slave 和 master 上得到不一致的 id，就是会出现数据不一致的情况，ROW 模式下就没有。

• MIXED 模式

  以上两种模式都使用。

常见的数据采集工具（相关知识）：

DataX、Flume、Canal、Sqoop、LogStash

DataX (处理离线数据)

DataX 是阿里巴巴开源的一个异构数据源离线同步工具，异构数据源离线同步指的是将源端数据同步到目的端，但是端与端的数据源类型种类繁多，在没有 DataX 之前，端与端的链路将组成一个复杂的网状结构，非常零散无法把同步核心逻辑抽象出来。

为了解决异构数据源同步问题，DataX 将复杂的网状的同步链路变成了星型数据链路，DataX 作为中间传输载体负责连接各种数据源。

所以，当需要接入一个新的数据源的时候，只需要将此数据源对接到 DataX，就可以跟已有的数据源做到无缝数据同步。

DataX本身作为离线数据同步框架，采用Framework+plugin架构构建。将数据源读取和写入抽象成为Reader/Writer插件，纳入到整个同步框架中。

1. Reader: 它为数据采集模块，负责采集数据源的数据，将数据发送给Framework。
2. Writer: 它为数据写入模块，负责不断向Framework取数据，并将数据写入到目的端。
3. Framework：它用于连接Reader和Writer，作为两者的数据传输通道，并处理缓冲、并发、数据转换等问题。

核心模块介绍：

1. DataX完成单个数据同步的作业，我们把它称之为Job，DataX接收到一个Job之后，将启动一个进程来完成整个作业同步过程。
2. DataX Job启动后，会根据不同的源端切分策略，将Job切分成多个小的Task(子任务)，以便于并发执行。
3. 切分多个Task之后，DataX Job会调用Scheduler模块，根据配置的并发数据量，将拆分成的Task重新组合，组装成TaskGroup(任务组)。每一个TaskGroup负责以一定的并发运行完毕分配好的所有Task，默认单个任务组的并发数量为5。
4. 每一个Task都由TaskGroup负责启动，Task启动后，会固定启动Reader->Channel->Writer的线程来完成任务同步工作。
5. DataX作业运行完成之后，Job监控并等待多个TaskGroup模块任务完成，等待所有TaskGroup任务完成后Job成功退出。否则，异常退出。

Flume（处理实时数据）

Flume主要应用的场景是同步日志数据，主要包含三个组件：Source、Channel、Sink。

Flume最大的优点就是官网提供了丰富的Source、Channel、Sink，根据不同的业务需求，我们可以在官网查找相关配置。另外，Flume还提供了自定义这些组件的接口。

Logstash（处理离线数据）

Logstash就是一根具备实时数据传输能力的管道，负责将数据信息从管道的输入端传输到管道的输出端；与此同时这根管道还可以让你根据自己的需求在中间加上过滤网，Logstash提供了很多功能强大的过滤网来满足各种应用场景。

Logstash是由JRuby编写，使用基于消息的简单架构，在JVM上运行。在管道内的数据流称之为event，它分为inputs阶段、filters阶段、outputs阶段。

Sqoop（处理离线数据）

Sqoop是Hadoop和关系型数据库之间传送数据的一种工具，它是用来从关系型数据库如MySQL到Hadoop的HDFS从Hadoop文件系统导出数据到关系型数据库。Sqoop底层用的还是MapReducer，用的时候一定要注意数据倾斜。

注:sqoop不是CDC工具 sqoop是基于查询的全量数据捕获.

参考：

https://www.cnblogs.com/zzz01/p/15263071.html

go-mysql-transfer产品手册