תבנית Cloud Storage Avro ל-Bigtable

התבנית Cloud Storage Avro to Bigtable היא צינור שקורא נתונים מקובצי Avro בקטגוריה של Cloud Storage וכותב את הנתונים לטבלת Bigtable. אפשר להשתמש בתבנית כדי להעתיק נתונים מ-Cloud Storage ל-Bigtable.

הדרישות לגבי צינורות עיבוד נתונים

• הטבלה ב-Bigtable צריכה להתקיים ולכלול את אותן משפחות עמודות כמו אלה שיוצאו בקובצי ה-Avro.
• קבצי ה-Avro של הקלט צריכים להיות בקטגוריה של Cloud Storage לפני שמריצים את צינור העיבוד.
• ‫Bigtable מצפה ל סכימה ספציפית מקובצי ה-Avro של הקלט.

פרמטרים של תבניות

פרמטרים נדרשים

• ‫bigtableProjectId: המזהה של הפרויקט ב-Google Cloud שמכיל את מופע Bigtable שאליו רוצים לכתוב נתונים.
• ‫bigtableInstanceId: המזהה של מכונת Bigtable שמכילה את הטבלה.
• ‫bigtableTableId: המזהה של טבלת Bigtable לייבוא.
• ‫inputFilePattern: תבנית הנתיב ב-Cloud Storage שבה נמצאים הנתונים. לדוגמה, gs://<BUCKET_NAME>/FOLDER/PREFIX*.

פרמטרים אופציונליים

• ‫splitLargeRows: הדגל להפעלת פיצול של שורות גדולות לכמה בקשות MutateRows. חשוב לזכור שכאשר שורה גדולה מפולחת בין כמה קריאות API, העדכונים לשורה לא מתבצעים באופן אטומי.

הפעלת התבנית

המסוף

1. עוברים לדף Dataflow Create job from template (יצירת משימה מתבנית).
כניסה לדף Create job from template
2. בשדה שם המשימה, מזינים שם ייחודי למשימה.
3. אופציונלי: בשדה Regional endpoint (נקודת קצה אזורית), בוחרים ערך מהתפריט הנפתח. אזור ברירת המחדל הוא us-central1.

   רשימת האזורים שבהם אפשר להריץ משימת Dataflow מופיעה במאמר מיקומי Dataflow.

4. בתפריט הנפתח Dataflow template (תבנית של העברת נתונים), בוחרים באפשרות the Avro Files on Cloud Storage to Cloud Bigtable template.
5. בשדות הפרמטרים שמופיעים, מזינים את ערכי הפרמטרים.
6. לוחצים על הפעלת העבודה.

gcloud

הערה: כדי להשתמש ב-Google Cloud CLI להפעלת תבניות classic, צריך להתקין את Google Cloud CLI בגרסה 138.0.0, או בגרסה מאוחרת יותר.

במעטפת או בטרמינל, מריצים את התבנית:

gcloud dataflow jobs run JOB_NAME \
    --gcs-location gs://dataflow-templates-REGION_NAME/VERSION/GCS_Avro_to_Cloud_Bigtable \
    --region REGION_NAME \
    --parameters \
bigtableProjectId=BIGTABLE_PROJECT_ID,\
bigtableInstanceId=INSTANCE_ID,\
bigtableTableId=TABLE_ID,\
inputFilePattern=INPUT_FILE_PATTERN

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

• ‫JOB_NAME: שם ייחודי של המשימה לפי בחירתכם
• ‫VERSION: הגרסה של התבנית שבה רוצים להשתמש

  אפשר להשתמש בערכים הבאים:

  • ‫latest כדי להשתמש בגרסה העדכנית של התבנית, שזמינה בתיקיית ההורה ללא תאריך בדלי – gs://dataflow-templates-REGION_NAME/latest/
  • שם הגרסה, כמו 2023-09-12-00_RC00, כדי להשתמש בגרסה ספציפית של התבנית, שאפשר למצוא אותה בתיקיית האב המתאימה עם התאריך בדלי – gs://dataflow-templates-REGION_NAME/
  זהירות: יכול להיות שגרסת התבניות העדכנית תתעדכן עם שינויים שעלולים לשבור את התאימות לאחור. כדי למנוע מהשינויים האלה לשבש את תהליכי העבודה בסביבת הייצור, צריך להשתמש בתבניות שנשמרות בתיקייה הראשית עם תאריך העדכנית ביותר בסביבות הייצור.
• ‫REGION_NAME: האזור שבו רוצים לפרוס את עבודת Dataflow, לדוגמה: us-central1
• ‫BIGTABLE_PROJECT_ID: המזהה של Google Cloud הפרויקט של מופע Bigtable שממנו רוצים לקרוא נתונים
• ‫INSTANCE_ID: המזהה של מופע Bigtable שמכיל את הטבלה
• ‫TABLE_ID: המזהה של טבלת Bigtable לייצוא
• ‫INPUT_FILE_PATTERN: תבנית הנתיב ב-Cloud Storage שבה נמצאים הנתונים, לדוגמה, gs://mybucket/somefolder/prefix*

API

כדי להריץ את התבנית באמצעות API בארכיטקטורת REST, שולחים בקשת HTTP POST. מידע נוסף על ה-API ועל היקפי ההרשאות שלו זמין במאמר projects.templates.launch.

POST https://dataflow.googleapis.com/v1b3/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/templates:launch?gcsPath=gs://dataflow-templates-LOCATION/VERSION/GCS_Avro_to_Cloud_Bigtable
{
   "jobName": "JOB_NAME",
   "parameters": {
       "bigtableProjectId": "BIGTABLE_PROJECT_ID",
       "bigtableInstanceId": "INSTANCE_ID",
       "bigtableTableId": "TABLE_ID",
       "inputFilePattern": "INPUT_FILE_PATTERN",
   },
   "environment": { "zone": "us-central1-f" }
}

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

• ‫PROJECT_ID: מזהה הפרויקט שבו רוצים להריץ את משימת Dataflow Google Cloud
• ‫JOB_NAME: שם ייחודי של המשימה לפי בחירתכם
• ‫VERSION: הגרסה של התבנית שבה רוצים להשתמש

  אפשר להשתמש בערכים הבאים:

  • ‫latest כדי להשתמש בגרסה העדכנית של התבנית, שזמינה בתיקיית ההורה ללא תאריך בדלי – gs://dataflow-templates-REGION_NAME/latest/
  • שם הגרסה, כמו 2023-09-12-00_RC00, כדי להשתמש בגרסה ספציפית של התבנית, שאפשר למצוא אותה בתיקיית האב המתאימה עם התאריך בדלי – gs://dataflow-templates-REGION_NAME/
  זהירות: יכול להיות שגרסת התבניות העדכנית תתעדכן עם שינויים שעלולים לשבור את התאימות לאחור. כדי למנוע מהשינויים האלה לשבש את תהליכי העבודה בסביבת הייצור, צריך להשתמש בתבניות שנשמרות בתיקייה הראשית עם תאריך העדכנית ביותר בסביבות הייצור.
• ‫LOCATION: האזור שבו רוצים לפרוס את עבודת Dataflow, לדוגמה: us-central1
• ‫BIGTABLE_PROJECT_ID: המזהה של Google Cloud הפרויקט של מופע Bigtable שממנו רוצים לקרוא נתונים
• ‫INSTANCE_ID: המזהה של מופע Bigtable שמכיל את הטבלה
• ‫TABLE_ID: המזהה של טבלת Bigtable לייצוא
• ‫INPUT_FILE_PATTERN: תבנית הנתיב ב-Cloud Storage שבה נמצאים הנתונים, לדוגמה, gs://mybucket/somefolder/prefix*

קוד המקור של התבנית

Java

/*
 * Copyright (C) 2018 Google LLC
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not
 * use this file except in compliance with the License. You may obtain a copy of
 * the License at
 *
 *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT
 * WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. See the
 * License for the specific language governing permissions and limitations under
 * the License.
 */
package com.google.cloud.teleport.bigtable;

import com.google.bigtable.v2.Mutation;
import com.google.bigtable.v2.Mutation.SetCell;
import com.google.cloud.teleport.bigtable.AvroToBigtable.Options;
import com.google.cloud.teleport.metadata.Template;
import com.google.cloud.teleport.metadata.TemplateCategory;
import com.google.cloud.teleport.metadata.TemplateParameter;
import com.google.common.base.MoreObjects;
import com.google.common.collect.ImmutableList;
import com.google.protobuf.ByteString;
import java.nio.ByteBuffer;
import org.apache.beam.runners.dataflow.options.DataflowPipelineOptions;
import org.apache.beam.sdk.Pipeline;
import org.apache.beam.sdk.PipelineResult;
import org.apache.beam.sdk.extensions.avro.io.AvroIO;
import org.apache.beam.sdk.io.gcp.bigtable.BigtableIO;
import org.apache.beam.sdk.options.PipelineOptions;
import org.apache.beam.sdk.options.PipelineOptionsFactory;
import org.apache.beam.sdk.options.ValueProvider;
import org.apache.beam.sdk.options.ValueProvider.StaticValueProvider;
import org.apache.beam.sdk.transforms.DoFn;
import org.apache.beam.sdk.transforms.ParDo;
import org.apache.beam.sdk.values.KV;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * Dataflow pipeline that imports data from Avro files in GCS to a Cloud Bigtable table. The Cloud
 * Bigtable table must be created before running the pipeline and must have a compatible table
 * schema. For example, if {@link BigtableCell} from the Avro files has a 'family' of "f1", the
 * Bigtable table should have a column family of "f1".
 *
 * <p>Check out <a
 * href="https://github.com/GoogleCloudPlatform/DataflowTemplates/blob/main/v1/README_GCS_Avro_to_Cloud_Bigtable.md">README</a>
 * for instructions on how to use or modify this template.
 */
@Template(
    name = "GCS_Avro_to_Cloud_Bigtable",
    category = TemplateCategory.BATCH,
    displayName = "Avro Files on Cloud Storage to Cloud Bigtable",
    description =
        "The Cloud Storage Avro to Bigtable template is a pipeline that reads data from Avro files in a Cloud Storage bucket and writes the data to a Bigtable table. "
            + "You can use the template to copy data from Cloud Storage to Bigtable.",
    optionsClass = Options.class,
    documentation =
        "https://cloud.google.com/dataflow/docs/guides/templates/provided/avro-to-bigtable",
    contactInformation = "https://cloud.google.com/support",
    requirements = {
      "The Bigtable table must exist and have the same column families as exported in the Avro files.",
      "The input Avro files must exist in a Cloud Storage bucket before running the pipeline.",
      "Bigtable expects a specific <a href=\"https://github.com/GoogleCloudPlatform/DataflowTemplates/blob/main/v1/src/main/resources/schema/avro/bigtable.avsc\">schema</a> from the input Avro files.",
    })
public final class AvroToBigtable {
  private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(AvroToBigtable.class);

  /** Maximum number of mutations allowed per row by Cloud bigtable. */
  private static final int MAX_MUTATIONS_PER_ROW = 100000;

  private static final Boolean DEFAULT_SPLIT_LARGE_ROWS = false;

  /** Options for the import pipeline. */
  public interface Options extends PipelineOptions {
    @TemplateParameter.ProjectId(
        order = 1,
        groupName = "Target",
        description = "Project ID",
        helpText =
            "The ID of the Google Cloud project that contains the Bigtable instance that you want to write data to.")
    ValueProvider<String> getBigtableProjectId();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setBigtableProjectId(ValueProvider<String> projectId);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 2,
        groupName = "Target",
        regexes = {"[a-z][a-z0-9\\-]+[a-z0-9]"},
        description = "Instance ID",
        helpText = "The ID of the Bigtable instance that contains the table.")
    ValueProvider<String> getBigtableInstanceId();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setBigtableInstanceId(ValueProvider<String> instanceId);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 4,
        groupName = "Target",
        regexes = {"[_a-zA-Z0-9][-_.a-zA-Z0-9]*"},
        description = "Table ID",
        helpText = "The ID of the Bigtable table to import.")
    ValueProvider<String> getBigtableTableId();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setBigtableTableId(ValueProvider<String> tableId);

    @TemplateParameter.GcsReadFile(
        order = 5,
        groupName = "Source",
        description = "Input Cloud Storage File(s)",
        helpText = "The Cloud Storage path pattern where data is located.",
        example = "gs://<BUCKET_NAME>/FOLDER/PREFIX*")
    ValueProvider<String> getInputFilePattern();

    @SuppressWarnings("unused")
    void setInputFilePattern(ValueProvider<String> inputFilePattern);

    @TemplateParameter.Boolean(
        order = 6,
        optional = true,
        description = "If true, large rows will be split into multiple MutateRows requests",
        helpText =
            "The flag for enabling splitting of large rows into multiple MutateRows requests. Note that when a large row is split between multiple API calls, the updates to the row are not atomic.")
    ValueProvider<Boolean> getSplitLargeRows();

    void setSplitLargeRows(ValueProvider<Boolean> splitLargeRows);
  }

  /**
   * Runs a pipeline to import Avro files in GCS to a Cloud Bigtable table.
   *
   * @param args arguments to the pipeline
   */
  public static void main(String[] args) {
    Options options = PipelineOptionsFactory.fromArgs(args).withValidation().as(Options.class);
    PipelineResult result = run(options);

    // Wait for pipeline to finish only if it is not constructing a template.
    if (options.as(DataflowPipelineOptions.class).getTemplateLocation() == null) {
      result.waitUntilFinish();
    }
  }

  public static PipelineResult run(Options options) {
    Pipeline pipeline = Pipeline.create(PipelineUtils.tweakPipelineOptions(options));

    BigtableIO.Write write =
        BigtableIO.write()
            .withProjectId(options.getBigtableProjectId())
            .withInstanceId(options.getBigtableInstanceId())
            .withTableId(options.getBigtableTableId());

    pipeline
        .apply("Read from Avro", AvroIO.read(BigtableRow.class).from(options.getInputFilePattern()))
        .apply(
            "Transform to Bigtable",
            ParDo.of(
                AvroToBigtableFn.createWithSplitLargeRows(
                    options.getSplitLargeRows(), MAX_MUTATIONS_PER_ROW)))
        .apply("Write to Bigtable", write);

    return pipeline.run();
  }

  /**
   * Translates {@link BigtableRow} to {@link Mutation}s along with a row key. The mutations are
   * {@link SetCell}s that set the value for specified cells with family name, column qualifier and
   * timestamp.
   */
  static class AvroToBigtableFn extends DoFn<BigtableRow, KV<ByteString, Iterable<Mutation>>> {
    private final ValueProvider<Boolean> splitLargeRowsFlag;
    private Boolean splitLargeRows;
    private final int maxMutationsPerRow;

    public static AvroToBigtableFn create() {
      return new AvroToBigtableFn(StaticValueProvider.of(false), MAX_MUTATIONS_PER_ROW);
    }

    public static AvroToBigtableFn createWithSplitLargeRows(
        ValueProvider<Boolean> splitLargeRowsFlag, int maxMutationsPerRequest) {
      return new AvroToBigtableFn(splitLargeRowsFlag, maxMutationsPerRequest);
    }

    private AvroToBigtableFn(
        ValueProvider<Boolean> splitLargeRowsFlag, int maxMutationsPerRequest) {
      this.splitLargeRowsFlag = splitLargeRowsFlag;
      this.maxMutationsPerRow = maxMutationsPerRequest;
    }

    @Setup
    public void setup() {
      if (splitLargeRowsFlag != null) {
        splitLargeRows = splitLargeRowsFlag.get();
      }
      splitLargeRows = MoreObjects.firstNonNull(splitLargeRows, DEFAULT_SPLIT_LARGE_ROWS);
      LOG.info("splitLargeRows set to: " + splitLargeRows);
    }

    @ProcessElement
    public void processElement(
        @Element BigtableRow row, OutputReceiver<KV<ByteString, Iterable<Mutation>>> out) {
      ByteString key = toByteString(row.getKey());
      // BulkMutation doesn't split rows. Currently, if a single row contains more than 100,000
      // mutations, the service will fail the request.
      ImmutableList.Builder<Mutation> mutations = ImmutableList.builder();
      int cellsProcessed = 0;
      for (BigtableCell cell : row.getCells()) {
        SetCell setCell =
            SetCell.newBuilder()
                .setFamilyName(cell.getFamily().toString())
                .setColumnQualifier(toByteString(cell.getQualifier()))
                .setTimestampMicros(cell.getTimestamp())
                .setValue(toByteString(cell.getValue()))
                .build();

        mutations.add(Mutation.newBuilder().setSetCell(setCell).build());
        cellsProcessed++;

        if (this.splitLargeRows && cellsProcessed % maxMutationsPerRow == 0) {
          // Send a MutateRow request when we have accumulated max mutations per row.
          out.output(KV.of(key, mutations.build()));
          mutations = ImmutableList.builder();
        }
      }

      // Flush any remaining mutations.
      ImmutableList remainingMutations = mutations.build();
      if (!remainingMutations.isEmpty()) {
        out.output(KV.of(key, remainingMutations));
      }
    }
  }

  /** Copies the content in {@code byteBuffer} into a {@link ByteString}. */
  protected static ByteString toByteString(ByteBuffer byteBuffer) {
    return ByteString.copyFrom(byteBuffer.array());
  }
}

המאמרים הבאים

• מידע נוסף על תבניות Dataflow
• רשימת התבניות ש-Google סיפקה