一 数据仓库架构升级的背景

1.1 基于Hive的离线数据仓库缺点

1.1.1 不支持ACID

1. 不支持数据的Upsert场景，也不支持Row-level delete，数据的修正成本很高。
2. 同时也不能做增量数据读取，无法实现存储层面的流批统一。

1.1.2 时效性能以提升

1. 数据难以做到准实时可见，写入Hive数据表时，周期最短也是30分钟也如一次。
2. 无法支持分钟级延迟的数据分析场景，现在写入Iceberg可以缩短到5分钟以内。

1.1.3 元数据过多

1. 将Hive分区改为小时/分钟，虽然提高了数据的准实时性，但是metastore的压力也是显而易见的，元数据过多导致生成查询计划变慢，而且还会影响线上其他业务。
2. 随着元数据增加，存储Hive元数据的数据库压力也会增加，一段时间后必须对该数据库进行扩容。

1.1.4 Table Evolution

1. 写入型 Schema，对 Schema 变更支持不好。
2. Partition Spec 变更支持不友好。

1.2 基于Iceberg的准实时数仓收益

在这个架构层面我们的收益还是很大的，可以把原来整体“T+1”的离线数仓，做成准实时数仓（10分钟级别），提升数仓整体的数据时效性，然后更好的支持上下游的业务。

这样的准实时数仓的优势是一次开发、口径统一、统一存储，是真正的流批一体化。不足就是时效性没有Flink+Kafka的高，不能做到秒级、毫秒级数据延迟。

结合Spark3.x SQL，能够支持准实时的多维数据分析。

二 从Hive迁移到Iceberg的收益

2.1 Hive表数据能否平滑迁移到Iceberg？

Iceberg提供了Spark存储过程，这个工具完全可以做到不用挪动原来Hive表的ORC/Parquet数据文件，可以直接生成Iceberg的metadata，进而就可以得到一个Iceberg表。原来操作Hive表的Spark、Hive、Presto作业，切换到Iceberg表之后完全兼容，之前的SQL代码逻辑该怎么写还怎么写，也就是说原来的SQL脚本仍然可以复用。

在第三部分讲重点介绍如何迁移Hive表到Iceberg表。

可以看出Iceberg是有非常大的野心的，也就是说Iceberg的目标就是替换掉Hive表，经过netflix、apple、linkedin、adobe这些公司的场景磨练，无缝替换hive应该是iceberg当前release的场景里面最核心的场景。

2.2 从Hive表迁移到Iceberg表的核心收益是什么？

2.2.1 准实时入仓

之前写入Hive数据表时，周期最短也是30分钟也如一次，现在写入Iceberg可以缩短到5分钟以内。本质上在于Iceberg把metadata存储在HDFS上，脱离了去中心化的hive-metastore依赖。

此外Iceberg提供了data文件和metadata文件的合并功能，数据可以按照5分钟的频次写入数据湖，上一个小时的data和metadata文件就可以合并了。这样就避免了过多小文件的影响，同学们是不是就不用担心数据分析受小文件过多的影响了。

最主要的是Iceberg提供了ACID功能。我们通常对Hive表都是每次写入一个新的Partition，在Query（查询、分析）的时候指定老的Partition范围。这套机制在天级别的离线系统里面，基本上没啥问题。一旦做到5分钟级别的数据实效性，我们怎么知道现在应该指定什么分区范围呢？有了iceberg的ACID隔离机制，就不存在这个问题，最近5分钟的数据通过txn commit了，查询就能看见，否则就看不见，不存在看一半数据的问题。

2.2.2 数据变更

Hive数据表本身就是为分析静态数据而设计的，而实际上数据变更是业务发展的常见需求。我们常见的场景有：

1. 数据仓库里面某个表增加字段。
2. 修改Hive表的分区方式，将按照天基本的分区方式调整到30分钟级别，这在Hive表操作上是非常棘手的，需要把全部的历史数据重新导入一遍。
3. Hive缺少ACID语义，在进行INSERT OVERWRITE时非常容易遇到脏数据问题。

而上面这些问题，在Iceberg中都已经解决的非常好了。

2.2.3 准实时CDC数据读写

对Flink来说，一般常用的有两种场景，第一种场景是上游的Binlog能够很快速的写到Iceberg中，然后供不同的分析引擎做分析使用； 第二种场景是使用Flink做一些聚合操作，输出的流是upsert类型的数据流，也需要能够实时的写到数据湖或者是下游系统中去做分析。

2.2.3.1 Flink CDC2.0

Flink CDC Connectors内部封装了Debezium特性，可以使用Flink CDC的方式替代canal+kafka的方式，直接通过sql的方式来实现对mysql数据的同步。

Flink在1.11版本开始引入Flink CDC功能，并且同时支持Table和SQL两种形式，Flink SQL CDC基于Debezium实现的，能够对CDC数据进行实时解析同步。当启动MySQL CDC源时，它将获取一个全局读取锁（FLUSH TABLES WITH READ LOCK），该锁将阻止其他数据库的写入，然后读取当前binlog位置以及数据库和表的schema，之后将释放全局读取锁。然后它扫描数据库表并从先前记录的位置读取binlog，Flink将定期执行checkpoints以记录binlog位置。如果发生故障，作业将重新启动并从checkpoint完成的binlog位置恢复，因此它保证了仅一次的语义。

Dynamic Table是Flink内部定义的表，它和流式可以相互转化的。可以简单的理解为：每张MySQL表对应一个Binlog日志，Binlog日志随着MySQL表的变化而变化，Dynamic Table相当于Binlog日志流在某一时刻的物化结果。在Flink中，数据从一个算子流向另外一个算子的时候，都是以Changelog Stream的格式发送到下游，在下游我们可以将其翻译成一张表或者一条流进行操作。

2.2.3.2 准实时操作CDC数据

Iceberg 是统一的数据湖存储，支持多样化的计算模型，也支持各种引擎（包括 Spark、Presto、hive）来进行分析；产生的 file 都是纯列存的，对于后面的分析是非常快的；Iceberg 作为数据湖基于 snapshot 的设计，支持增量读取；Iceberg 架构足够简洁，没有在线服务节点，纯 table format 的，这给了上游平台方足够的能力来定制自己的逻辑和服务化。

将数据连同 CDC flag 直接 append 到 Iceberg 当中，在 merge 的时候，把这些增量的数据按照一定的组织格式、一定高效的计算方式与全量的上一次数据进行一次 merge。这样的好处是支持近实时的导入和实时数据读取；这套计算方案的 Flink SQL 原生支持 CDC 的摄入，不需要额外的业务字段设计。

2.2.4 准实时数据仓库分析系统

我们知道Iceberg支持读写分离，又支持并发读、增量读、合并小文件，而且还能做到秒级/分钟级的数据延迟。我们基于Iceberg这些优势，采用Flink+Iceberg的方式构建了流批一体化的实时数据仓库。

在数据仓库处理层，可以用 presto 进行一些简单的查询，因为 Iceberg 支持 Streaming read，所以在系统的中间层也可以直接接入 Flink，直接在中间层用 Flink 做一些批处理或者流式计算的任务，把中间结果做进一步计算后输出到下游。

三 Spark迁移工具

Spark存储过程仅可以在Iceberg SQL extensions中使用Spark 3.x进行操作。

3.1 用法

所有的存储过程都在system命名空间中，都需要通过CALL来调用。有两种执行存储过程的方式：

1. 按参数名称调用存储过程。
2. 按参数位置调用存储过程。

注意：绝对不能混合运用这两种方式调用存储过程。

3.1.1 按参数名称调用存储过程

按名称传递参数时，参数可以按任何顺序排列，并且可以省略任何可选参数。

CALL catalog_name.system.procedure_name(arg_name_2 => arg_2, arg_name_1 => arg_1)

3.1.2 按位置参数调用存储过程

按位置传递参数时，如果它们是可选的，只能省略结束参数。

CALL catalog_name.system.procedure_name(arg_1, arg_2, ... arg_n)

3.2 快照管理

这是一种闪回操作，将表回退到历史的某一快照ID，同样支持两种调用方式。

1. rollback_to_snapshot：回退到指定的快照ID。
2. rollback_to_timestamp：回退到指定的时间。

注意：这个过程会使所有引用受影响表的Spark缓存计划失效。

3.2.1 rollback_to_snapshot

3.2.1.1 用法

3.2.1.2 输出

3.2.1.3 样例

首先查一下hive_prod.iceberg_db.ods_test_table.snapshots，看看有哪些snapshot_id。

select committed_at, snapshot_id from hive_prod.iceberg_db.ods_test_table.snapshots;

通过查询，我们发现现在有9条数据。

现在把hive_prod.iceberg_db.ods_test_table回退到snapshot_id=8860098474832620457

CALL hive_prod.system.rollback_to_snapshot('iceberg_db.ods_test_table', 8860098474832620457);

验证一下数据，证明回退snapshot_id成功。

SELECT * FROM ods_test_table;

3.3 迁移Hive表到Iceberg

使用Spark存储过程migrate可以把Hive表迁移到Iceberg中去，表结构、分区和位置信息将从原表中复制，目前支持的数据格式有Avro、Parquet和ORC。

3.3.1 用法

3.3.2 输出

3.3.3 例子

CALL hive_prod.system.migrate('hive_db.ods_test_table');

四 总结

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