Apache Pulsar - Intro

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#信息技术

Apache Pulsar是下一代分布式消息流系统和函数式计算平台。Yahoo在2016年底将其开源，并贡献给Apache软件基金会进行孵化。自孵化起，在开源社区备受关注，社区的开发者一起合力往Pulsar里面贡献了大量的企业级特性。这些贡献将Pulsar从最初的一个消息系统演化成集消息、存储和函数式轻量化计算的流数据平台。本次分享主要包括Apache Pulsar是什么，它的发展历史，和Pulsar在2.0之后在消息系统之上引入的大量流相关技术，比如无服务器化（Serverless）的函数计算，IO连接器，层级存储，内置Schema管理，SQL查询等。

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1 .从消息系统到完整数据实时解决⽅方案的演变 Sijie Guo —- twitter: @sijieg wechat: guosijie_

2 .Who am I • Sijie Guo • 开源项⽬目爱好者：Pulsar, BookKeeper, Hive, HBase, … • Streamlio联合创始⼈人 • Yahoo -> Twitter -> Streamlio • 华中科⼤大 -> 中科院计算所

3 .Pulsar于九⽉月从Apache Incubator毕业成为顶级项⽬目

4 .什什么是Apache Pulsar

5 .2003 2010 2012 2006 2011

6 . “Flexible Pub/Sub messaging backed by durable log/stream storage”

7 .为什什么要“造轮⼦子” • 没有系统能够解决遇到的问题和规模 • 多租户 • 百万Topics • 低延时 • 持久化 • 跨地域复制

8 .为什什么要“造轮⼦子” (2) • 已有的系统存在问题 • 分区模型紧耦合存储和计算，不不是云原⽣生(Cloud Native)的设计 • 存储模型过于简单，强依赖于⽂文件系统 • 想开持久化保证数据不不丢，或者，增加Topics的数量量，性能下降太厉害 • IO不不隔离：消费者在清除Backlog的时候会影响其他⽣生产者和消费者 • 运维太痛苦 - 替换机器器、服务扩容都需要很漫⻓长的重新均衡数据的过程

9 .为什什么要“造轮⼦子” (3) • 基础架构从物理理机时代往容器器化转型 • 需要⼀一个新的⾯面向容器器编排设计的原⽣生系统

10 .项⽬目状态 • 2012在Yahoo内部启动，经历了了⽆无数的迭代 • 2016年年九⽉月Yahoo将Pulsar开源 • 2017年年六⽉月Yahoo将Pulsar捐献给了了Apache软件基⾦金金会 • 2018年年九⽉月Pulsar毕业成为顶级项⽬目 • 2353 commits - 22 Yahoo releases - 9 Apache releases • 23 committers from 7 companies, 59 contributors • 30+ companies on production

11 .简介

12 .不不同在哪⾥里里 • 灵活的、统⼀一的消息模型：队列列 + 流 • 云原⽣生：存储(storage)和计算(serving/messaging)分离 • 降维：从物理理分区到逻辑分⽚片

13 .Pulsar概念

14 .Pulsar概念 (2)

15 .队列列 + 流

16 .流：独占式订阅

17 .流：灾备式订阅

18 .队列列：共享式订阅

19 .例例⼦子: Event Center

20 .例例⼦子: Event Center (2)

21 .存储和计算分离分层架构: Brokers & Bookies • 独⽴立扩展 • 灵活容错 • 快速扩容

22 . 分⽚片存储 • 分区(Partition)是逻辑上的⼀一个概念 • 分区按照时间或者⼤大⼩小被切成分⽚片 (Segment) • 分⽚片被打散存放到集群中的所有节点

23 . 分区 vs 分⽚片物理理分区逻辑分区 Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment n Broker Broker Broker Broker Broker Broker 分区存储和计算紧耦合分区分布 (主副本) (拷⻉贝) (从拷⻉贝) 分离 Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 1 Segment 2 . . . . . . . . Segment n Segment n Segment n Segment n 分区架构 ! 物理理分区分⽚片架构 ! 存储和计算紧耦合 ! 容错恢复需要拷⻉贝物理理分区 ! 逻辑分区，“物理理”分⽚片 ! 扩容需要迁移物理理分区来达到负载均衡 ! 存储和计算分离 ! 失效处理理相互分离，快速、⽆无痛点 ! 弹性扩容

24 .“我拿EBS作为Kafka/RocketMQ Broker的硬盘，是不不是也可以达到你要的存储和计算分离?”

25 .“多了了⼀一层，是不不是时延就⾼高了了，性能就不不好了了”

26 .分区 vs 分⽚片逻辑分区物理理分区 Broker Broker Broker Broker Broker Broker 分区分区分布 (主副本) (拷⻉贝) (从拷⻉贝)

27 .“太多的移动部件了了，运维复杂了了？”

28 .云原⽣生 • 弹性计算和存储资源 • 容器器时代，Kubernetes化势不不可挡 • 云原⽣生架构不不是为物理理机设计的，⽽而是为容器器化设计 • 存储和计算分离是云原⽣生的架构设计 • Pulsar + Kubernetes == 完美

29 .Pulsar其他特性 • 丰富的客户端：Java, C, C++, Python, Go, WebSocket • 丰富的Policy：存储配额，流量量控制，数据保留留策略略，TTL等 • 灵活的租户控制：软件隔离，物理理隔离 • 多机房、跨地域复制：异步复制，同步复制 • 机架感知、地域感知的数据放置策略略

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