Apache Kafka ist eine Open-Source-Plattform für verteiltes Streaming für Echtzeit-Datenpipelines und Datenintegration. Es bietet ein effizientes und skalierbares Streaming-System für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter:
- Echtzeitanalysen
- Streamverarbeitung
- Logaggregation
- Verteilte Nachrichten
- Event-Streaming
Anleitungsschritte
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um einen Dataproc-Kafka-Cluster zu erstellen, mit dem ein Kafka-Thema im Parquet- oder ORC-Format in Cloud Storage gelesen werden kann.
Kafka-Installationsskript in Cloud Storage kopieren
Das kafka.sh-Skript für die Initialisierungsaktion installiert Kafka auf einem Dataproc-Cluster.
Sehen Sie sich den Code an.
Kopieren Sie das
kafka.sh-Skript für die Initialisierungsaktion in Ihren Cloud Storage-Bucket. Mit diesem Skript wird Kafka auf einem Dataproc-Cluster installiert.Öffnen Sie Cloud Shell und führen Sie den folgenden Befehl aus:
gcloud storage cp gs://goog-dataproc-initialization-actions-REGION/kafka/kafka.sh gs://BUCKET_NAME/scripts/
Ersetzen Sie die folgenden Werte:
- REGION:
kafka.shwird in öffentlichen, regional gekennzeichneten Buckets in Cloud Storage gespeichert. Geben Sie eine geografisch nahe Compute Engine-Region an (z. B.us-central1). - BUCKET_NAME: Der Name Ihres Cloud Storage-Buckets
- REGION:
Dataproc-Kafka-Cluster erstellen
Öffnen Sie Cloud Shell und führen Sie den folgenden
gcloud dataproc clusters create-Befehl aus, um einen HA-Cluster-Cluster für Dataproc zu erstellen, in dem die Kafka- und ZooKeeper-Komponenten installiert werden:gcloud dataproc clusters create KAFKA_CLUSTER \ --project=PROJECT_ID \ --region=REGION \ --image-version=2.1-debian11 \ --num-masters=3 \ --enable-component-gateway \ --initialization-actions=gs://BUCKET_NAME/scripts/kafka.sh
Hinweise:
- KAFKA_CLUSTER: Der Clustername, der innerhalb eines Projekts eindeutig sein muss. Der Name muss mit einem Kleinbuchstaben beginnen und darf bis zu 51 Kleinbuchstaben, Ziffern und Bindestriche enthalten. Sie darf nicht mit einem Bindestrich enden. Der Name eines gelöschten Clusters kann wiederverwendet werden.
- PROJECT_ID: Das Projekt, das diesem Cluster zugeordnet werden soll.
- REGION: Die Compute Engine-Region, in der sich der Cluster befindet, z. B.
us-central1.- Sie können das optionale Flag
--zone=ZONEhinzufügen, um eine Zone in der angegebenen Region anzugeben, z. B.us-central1-a. Wenn Sie keine Zone angeben, wählt das Dataproc-Feature zur automatischen Zonenplatzierung eine Zone in der angegebenen Region aus.
- Sie können das optionale Flag
--image-version: Für dieses Tutorial wird die Dataproc-Image-Version2.1-debian11empfohlen. Hinweis: Jede Image-Version enthält eine Reihe vorinstallierter Komponenten, einschließlich der in dieser Anleitung verwendeten Hive-Komponente (siehe Unterstützte Dataproc-Image-Versionen).--num-master:3Masterknoten bilden einen HA-Cluster. Die Zookeeper-Komponente, die für Kafka erforderlich ist, ist in einem HA-Cluster vorinstalliert.--enable-component-gateway: Aktiviert das Dataproc Component Gateway.- BUCKET_NAME: Der Name Ihres Cloud Storage-Bucket, der das
/scripts/kafka.sh-Initialisierungsskript enthält (siehe Kafka-Installationsskript in Cloud Storage kopieren).
Kafka-Thema custdata erstellen
So erstellen Sie ein Kafka-Thema im Dataproc-Kafka-Cluster:
Verwenden Sie das SSH-Tool, um ein Terminalfenster auf der Master-VM des Clusters zu öffnen.
Erstellen Sie ein Kafka-Thema
custdata./usr/lib/kafka/bin/kafka-topics.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --create --topic custdata
Hinweise:
KAFKA_CLUSTER: Geben Sie den Namen Ihres Kafka-Clusters ein.
-w-0:9092steht für den Kafka-Broker, der auf dem Knotenworker-0auf Port9092ausgeführt wird.Nachdem Sie das Thema
custdataerstellt haben, können Sie die folgenden Befehle ausführen:# List all topics. /usr/lib/kafka/bin/kafka-topics.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --list
# Consume then display topic data. /usr/lib/kafka/bin/kafka-console-consumer.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata
# Count the number of messages in the topic. /usr/lib/kafka/bin/kafka-run-class.sh kafka.tools.GetOffsetShell \ --broker-list KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata # Delete topic. /usr/lib/kafka/bin/kafka-topics.sh \ --bootstrap-server KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --delete --topic custdata
Inhalte im Kafka-Thema custdata veröffentlichen
Im folgenden Script wird das kafka-console-producer.sh-Kafka-Tool verwendet, um fiktive Kundendaten im CSV-Format zu generieren.
Kopieren Sie das Skript und fügen Sie es dann im SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters ein. Drücken Sie die Eingabetaste, um das Skript auszuführen.
for i in {1..10000}; do \ custname="cust name${i}" uuid=$(dbus-uuidgen) age=$((45 + $RANDOM % 45)) amount=$(echo "$(( $RANDOM % 99999 )).$(( $RANDOM % 99 ))") message="${uuid}:${custname},${age},${amount}" echo ${message} done | /usr/lib/kafka/bin/kafka-console-producer.sh \ --broker-list KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata \ --property "parse.key=true" \ --property "key.separator=:"Hinweise:
- KAFKA_CLUSTER: Der Name Ihres Kafka-Clusters.
Führen Sie den folgenden Kafka-Befehl aus, um zu prüfen, ob das Thema
custdata10.000 Nachrichten enthält./usr/lib/kafka/bin/kafka-run-class.sh kafka.tools.GetOffsetShell \ --broker-list KAFKA_CLUSTER-w-0:9092 \ --topic custdata
Hinweise:
- KAFKA_CLUSTER: Der Name Ihres Kafka-Clusters.
Erwartete Ausgabe:
custdata:0:10000
Hive-Tabellen in Cloud Storage erstellen
Erstellen Sie Hive-Tabellen, um gestreamte Kafka-Themendaten zu empfangen.
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um cust_parquet- (Parquet) und cust_orc- (ORC) Hive-Tabellen in Ihrem Cloud Storage-Bucket zu erstellen.
Fügen Sie Ihre BUCKET_NAME in das folgende Skript ein, kopieren Sie es und fügen Sie es in das SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters ein. Drücken Sie dann die Eingabetaste, um ein
~/hivetables.hql-Skript (Hive Query Language) zu erstellen.Im nächsten Schritt führen Sie das
~/hivetables.hql-Script aus, um Parquet- und ORC-Hive-Tabellen in Ihrem Cloud Storage-Bucket zu erstellen.cat > ~/hivetables.hql <<EOF drop table if exists cust_parquet; create external table if not exists cust_parquet (uuid string, custname string, age string, amount string) row format delimited fields terminated by ',' stored as parquet location "gs://BUCKET_NAME/tables/cust_parquet"; drop table if exists cust_orc; create external table if not exists cust_orc (uuid string, custname string, age string, amount string) row format delimited fields terminated by ',' stored as orc location "gs://BUCKET_NAME/tables/cust_orc"; EOF
Senden Sie im SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters den
~/hivetables.hql-Hive-Job, umcust_parquet- (Parquet) undcust_orc- (ORC) Hive-Tabellen in Ihrem Cloud Storage-Bucket zu erstellen.gcloud dataproc jobs submit hive \ --cluster=KAFKA_CLUSTER \ --region=REGION \ -f ~/hivetables.hql
Hinweise:
- Die Hive-Komponente ist auf dem Dataproc Kafka-Cluster vorinstalliert. Eine Liste der Hive-Komponentenversionen, die in den kürzlich veröffentlichten 2.1-Images enthalten sind, finden Sie unter 2.1.x-Releaseversionen.
- KAFKA_CLUSTER: Der Name Ihres Kafka-Clusters.
- REGION: Die Region, in der sich Ihr Kafka-Cluster befindet.
Kafka-Daten in Hive-Tabellen streamencustdata
- Führen Sie den folgenden Befehl im SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters aus, um die
kafka-python-Bibliothek zu installieren. Ein Kafka-Client ist erforderlich, um Daten aus Kafka-Themen in Cloud Storage zu streamen.pip install kafka-python
Fügen Sie Ihre BUCKET_NAME ein, kopieren Sie den folgenden PySpark-Code und fügen Sie ihn in das SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters ein. Drücken Sie dann die Eingabetaste, um eine
streamdata.py-Datei zu erstellen.Das Skript abonniert das Kafka-Thema
custdataund streamt die Daten dann in Ihre Hive-Tabellen in Cloud Storage. Das Ausgabeformat, das Parquet oder ORC sein kann, wird als Parameter an das Script übergeben.cat > streamdata.py <<EOF #!/bin/python import sys from pyspark.sql.functions import * from pyspark.sql.types import * from pyspark.sql import SparkSession from kafka import KafkaConsumer def getNameFn (data): return data.split(",")[0] def getAgeFn (data): return data.split(",")[1] def getAmtFn (data): return data.split(",")[2] def main(cluster, outputfmt): spark = SparkSession.builder.appName("APP").getOrCreate() spark.sparkContext.setLogLevel("WARN") Logger = spark._jvm.org.apache.log4j.Logger logger = Logger.getLogger(__name__) rows = spark.readStream.format("kafka") \ .option("kafka.bootstrap.servers", cluster+"-w-0:9092").option("subscribe", "custdata") \ .option("startingOffsets", "earliest")\ .load() getNameUDF = udf(getNameFn, StringType()) getAgeUDF = udf(getAgeFn, StringType()) getAmtUDF = udf(getAmtFn, StringType()) logger.warn("Params passed in are cluster name: " + cluster + " output format(sink): " + outputfmt) query = rows.select (col("key").cast("string").alias("uuid"),\ getNameUDF (col("value").cast("string")).alias("custname"),\ getAgeUDF (col("value").cast("string")).alias("age"),\ getAmtUDF (col("value").cast("string")).alias("amount")) writer = query.writeStream.format(outputfmt)\ .option("path","gs://BUCKET_NAME/tables/cust_"+outputfmt)\ .option("checkpointLocation", "gs://BUCKET_NAME/chkpt/"+outputfmt+"wr") \ .outputMode("append")\ .start() writer.awaitTermination() if __name__=="__main__": if len(sys.argv) < 2: print ("Invalid number of arguments passed ", len(sys.argv)) print ("Usage: ", sys.argv[0], " cluster format") print ("e.g.: ", sys.argv[0], " <cluster_name> orc") print ("e.g.: ", sys.argv[0], " <cluster_name> parquet") main(sys.argv[1], sys.argv[2]) EOFFühren Sie im SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters
spark-submitaus, um Daten in Ihre Hive-Tabellen in Cloud Storage zu streamen.Geben Sie den Namen Ihres KAFKA_CLUSTER und der Ausgabe FORMAT ein, kopieren Sie den folgenden Code und fügen Sie ihn in das SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters ein. Drücken Sie dann die Eingabetaste, um den Code auszuführen und die Kafka-
custdata-Daten im Parquet-Format in Ihre Hive-Tabellen in Cloud Storage zu streamen.spark-submit --packages \ org.apache.spark:spark-streaming-kafka-0-10_2.12:3.1.3,org.apache.spark:spark-sql-kafka-0-10_2.12:3.1.3 \ --conf spark.history.fs.gs.outputstream.type=FLUSHABLE_COMPOSITE \ --conf spark.driver.memory=4096m \ --conf spark.executor.cores=2 \ --conf spark.executor.instances=2 \ --conf spark.executor.memory=6144m \ streamdata.py KAFKA_CLUSTER FORMATHinweise:
- KAFKA_CLUSTER: Geben Sie den Namen Ihres Kafka-Clusters ein.
- FORMAT: Geben Sie entweder
parquetoderorcals Ausgabeforamt an. Sie können den Befehl nacheinander ausführen, um beide Formate in die Hive-Tabellen zu streamen. Geben Sie beispielsweise beim ersten Aufrufparquetan, um das Kafka-Themacustdatain die Hive-Parquet-Tabelle zu streamen. Geben Sie dann beim zweiten Aufruf das Formatorcan, umcustdatain die Hive-ORC-Tabelle zu streamen.
Wenn die Standardausgabe im SSH-Terminal angehalten wird, was bedeutet, dass alle
custdatagestreamt wurden, drücken Sie im SSH-Terminal <control-c>, um den Vorgang zu beenden.Hive-Tabellen in Cloud Storage auflisten
gcloud storage ls gs://BUCKET_NAME/tables/* --recursive
Hinweise:
- BUCKET_NAME: Geben Sie den Namen des Cloud Storage-Buckets ein, der Ihre Hive-Tabellen enthält (siehe Hive-Tabellen erstellen).
Streamingdaten abfragen
Führen Sie im SSH-Terminal auf dem Masterknoten Ihres Kafka-Clusters den folgenden
hive-Befehl aus, um die gestreamten Kafka-custdata-Nachrichten in den Hive-Tabellen in Cloud Storage zu zählen.hive -e "select count(1) from TABLE_NAME"
Hinweise:
- TABLE_NAME: Geben Sie entweder
cust_parquetodercust_orcals Namen der Hive-Tabelle an.
Erwarteter Auszug der Ausgabe:
- TABLE_NAME: Geben Sie entweder
...
Status: Running (Executing on YARN cluster with App id application_....)
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VERTICES MODE STATUS TOTAL COMPLETED RUNNING PENDING FAILED KILLED
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Map 1 .......... container SUCCEEDED 1 1 0 0 0 0
Reducer 2 ...... container SUCCEEDED 1 1 0 0 0 0
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VERTICES: 02/02 [==========================>>] 100% ELAPSED TIME: 9.89 s
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OK
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