Greenplum中的数据加载工具之gpfdist和gpload

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装载数据概述

简介

在GreenPlum中有以下几种方式来进行数据的加载,包括

  1. 通过insert命令来实现少量数据的导入;
  2. 通过copy命令来实现数据的导入导出;
  3. 通过建立外部表及gpfdist实现数据的导入导出;
  4. 通过gpload实现数据的导入;

注意:进行数据加载后,一个好的习惯是查看数据有没有倾斜。

Greenplum中的数据加载工具之gpfdist和gpload

带列值的INSERT语句

带有值的单个INSERT语句会向表中加入一行。这个行会流过master并且被分布到一个segment上。 这是最慢的方法并且不适合装载大量数据。

通过简单的insert语句来实现,常用于少量数据的导入,当数据量较大时,会很耗时,从而不适合使用。

COPY语句

PostgreSQL的COPY语句从外部文件拷贝数据到数据表中。它比INSERT 语句插入多行的效率更高,但是行仍需流过master。所有数据都在一个命令中被拷贝,它并不是一种并行处理。

对于数据加载,GreenPlum数据库提供copy工具,copy工具源于PostgreSQL数据库,copy命令支持文件与表之间的数据加载和表对文件的数据卸载。使用copy命令进行数据加载,数据需要经过Master节点分发到Segment节点,同样使用copy命令进行数据卸载,数据也需要由Segment发送到Master节点,由Master节点汇总后再写入外部文件。这样就限制了数据加载与卸载的效率,但是数据量较小的情况下,copy命令就非常方便。

COPY命令的数据输入来自于一个文件或者标准输入。例如:

使用COPY适合于增加相对较小的数据集合(例如多达上万行的维度表)或者一次性数据装载。

在编写脚本处理装载少于1万行的少量数据时使用COPY。

因为COPY是一个单一命令,在使用这种方法填充表时没有必要禁用自动提交。

使用者可以运行多个并发的COPY命令以提高性能。

外部表

外部表提供了对Greenplum数据库之外的数据来源的访问。可以用SELECT语句访问它们,外部表 通常被用于抽取、装载、转换(ELT)模式,这是一种抽取、转换、装载(ETL)模式的变种,这种模式可以利用 Greenplum数据库的快速并行数据装载能力。

通过ETL,数据被从其来源抽取,在数据库外部使用外部转换工具(Informatica或者Datastage)转换,然后 被装载到数据库中。

通过ELT,Greenplum外部表提供对外部来源中数据的访问,外部来源可以是只读文件(例如文本、CSV或者XML文件)、 Web服务器、Hadoop文件系统、可执行的OS程序或者Greenplum gpfdist文件服务器,这些在 下一节中描述。外部表支持选择、排序和连接这样的SQL操作,这样数据可以被同时装载和转换,或者被装载到一个 装载表并且在数据库内被转换成目标表。

外部表使用CREATE EXTERNAL TABLE语句定义,该语句有一个LOCATION 子句定义数据的位置以及一个FORMAT子句定义源数据的格式,这样系统才能够解析输入数据。 文件使用file://协议,并且文件必须位于一台segment主机上由Greenplum超级用户可访问 的位置。数据可以被分散在segment主机上,并且每台主机上的每个主segment有不超过一个文件。LOCATION 子句中列出的文件的数量是将并行读取该外部表的segment的数量。

使用gpfdist外部表

装载大型事实表的最快方式是使用基于gpfdist的外部表。gpfdist 是一个使用HTTP协议的文件服务器程序,它以并行的方式向Greenplum数据库的segment供应外部数据文件。 一个gpfdist实例每秒能供应200MB并且很多gpfdist进程可以 同时运行,每一个供应要被装载的数据的一部分。当使用者用INSERT INTO SELECT * FROM

这样的语句开始装载时,INSERT语句会被master解析并且分布给主segment。segment 连接到gpfdist服务器并且并行检索数据,解析并验证数据,从分布键数据计算一个哈希值 并且基于哈希键把行发送给它的目标segment。每个gpfdist实例默认将接受最多64个 来自segment的连接。通过让更多的segment和gpfdist服务器参与到装载处理中,可以 以非常高的速度进行数据装载。

在使用gpfdist数量达到配置参数gp_external_max_segments 的最大值时,主segment会并行访问外部文件。在优化gpfdist的性能时,随着 segment的数量增加会最大化并行性。在尽可能多的ETL节点上均匀地散布数据。将非常大型的数据文件 分解成相等的部分,并且把数据分散在尽可能多的文件系统上。

在每个文件系统上运行两个gpfdist实例。在装载数据时,gpfdist 在segment节点上容易变成CPU密集型的操作。举个例子,如果有八个机架的segment节点,在segment上就有大量 可用的CPU来驱动更多的gpfdist进程。在尽可能多的接口上运行gpfdist。 要注意绑定网卡并且确保启动足够的gpfdist实例配合它们一起工作。

有必要在所有这些资源上保持工作处于均衡状态。装载的速度与最慢的节点相同。装载文件布局上的倾斜将导致 整体装载受制于资源瓶颈。

gp_external_max_segs配置参数控制每个gpfdist进程能服务的 segment数量。默认值是64。使用者可以在saster上的postgresql.conf配置文件中设置 一个不同的值。总是保持gp_external_max_segs和gpfdist进程的 数量为一个偶因子,也就是说gp_external_max_segs值应该是gpfdist 进程数的倍数。例如,如果有12个segment和4个gpfdist进程,规划器会按照下面的方式 循环分配segment连接:

在装载到已有表之前删除索引,并且在装载之后重建索引。在装载完数据后重新创建索引比装载每行时增量更新 索引更快。

装载后在表上运行ANALYZE。在装载期间通过设置gp_autostats_mode 为NONE来禁用自动统计信息收集。在装载出错后运行VACUUM来回收空间。

对重度分区的列存表执行少量高频的数据装载可能会对系统有很大影响,因为在每个时间间隔内被访问的物理文件会很多。

Gpload

gpload是一种数据装载工具,它扮演着Greenplum外部表并行装载特性的接口的角色。

要当心对gpload的使用,因为它会创建并且删除外部表,从而可能会导致系统目录膨胀。 可转而使用gpfdist,因为它能提供最好的性能。

gpload使用定义在一个YAML格式的控制文件中的规范来执行一次装载。它会执行下列操作:

  • 调用gpfdist进程
  • 基于定义的源数据创建一个临时的外部表定义
  • 执行INSERT、UPDATE或者MERGE操作 将源数据载入数据库中的目标表
  • 删除临时外部表
  • 清除gpfdist进程

装载会在单个事务中完成。

装载数据最佳实践

  • 在装载数据之前删掉现有表上的任何索引,并且在装载之后重建那些索引。新创建索引比装载每行时 增量更新索引更快。

  • 在装载期间通过将gp_autostats_mode配置参数设置为NONE 禁用自动统计信息收集。

  • 外部表并非为频繁访问或者ad hoc访问而设计。

  • 外部表没有统计信息来告知优化器。可以用下面这样的语句在pg_class系统目录中为 外部表设置粗略的行数和磁盘页数估计:

  • 在使用gpfdist时,通过为ETL服务器上的每一块NIC运行一个gpfdist 实例以最大化网络带宽。在gpfdist实例之间均匀地划分源数据。

  • 在使用gpload时,在资源允许的情况下同时运行尽可能多的gpload 实例。利用可用的CPU、内存和网络资源以增加能从ETL服务器传输到Greenplum数据库的数据量。

  • 使用COPY语句的SEGMENT REJECT LIMIT子句设置在 COPY FROM命令被中止之前可以出现错误的行的百分数限制。这个拒绝限制是针对每个 segment的,当任意一个segment超过该限制时,命令将被中止且不会有行被增加。使用LOG ERRORS 子句可以保存错误行。如果有一行在格式上有错误—例如缺少值或者有多余的值,或者数据类型不对— Greenplum数据库会在内部存储错误信息和行。使用内建SQL函数gp_read_error_log() 可以访问这种存储下来的信息。

  • 如果装载出现错误,在该表上运行VACUUM以恢复空间。

  • 在用户装载数据到表中后,在堆表(包括系统目录)上运行VACUUM,并且在所有的表上运行 ANALYZE。没有必要在追加优化表上运行VACUUM。如果表已经被分过区, 用户可以只清理和分析受数据装载影响的分区。这些步骤会清除来自于被中止的装载、删除或者更新中的行并且为表 更新统计信息。

  • 在装载大量数据之后重新检查表中的segment倾斜。用户可以使用下面这样的查询来检查倾斜:

  • gpfdist默认假定最大记录尺寸为32K。要装载大于32K的数据记录,用户必须通过在 gpfdist命令行上指定-m <bytes选项来增加最大行 尺寸参数。如果用户使用的是gpload,在gpload控制文件中设置 MAX_LINE_LENGTH参数。

    Note: 与Informatica Power Exchange的集成当前被限制为默认的32K记录长度。

gpfdist

将数据文件载入Greenplum数据库Segment或从其中写出数据文件到文件系统。

概要

描述

gpfdist是Greenplum数据库并行文件分发程序。它可以被外部表和gpload 用来并行地将外部表文件提供给所有的Greenplum数据库Segment。它由可写外部表使用,并行接受来自Greenplum数据库 Segment的输出流,并将它们写出到文件中。

Note: gpfdist和gpload是在Greenplum的主版本级别有效的。 例如,Greenplum 4.x版本的gpfdist不能用于Greenplum 5.x或6.x版本。

为了使外部表使用gpfdist,外部表定义的LOCATION子句必须使用 gpfdist://协议(参见Greenplum数据库命令CREATE EXTERNAL TABLE)。

Note: 如果--ssl选项被指定来启用SSL安全性,请使用gpfdists://协议创建外部表。

使用gpfdist的好处是在读取或写入外部表时可以保证最大的并行性,从而提供最佳的性能, 并且更容易管理外部表。

对于只读外部表,当用户在外部表中SELECT时,gpfdist 将数据文件均匀地分析并提供给Greenplum数据库系统的所有Segment实例。对于可写的外部表, gpfdist在用户INSERT外部表时接受来自Segment的 并行输出流,并写入输出文件。

对于可读外部表,如果被加载的文件使用gzip或bzip2 (具有.gz或.bz2的文件扩展名),gpfdist 会在装载之前自动解压文件,前提是gunzip或bunzip2在用户的 可执行文件路径中。

Note: 目前,可读外部表不支持在Windows平台上的压缩,可写外部表不支持任何平台上的压缩。

当使用gpfdist或gpfdists协议读写数据时,Greenplum数据库 在HTTP请求头部中包含X-GP-PROTO,以指示该请求来自Greenplum数据库。该工具拒绝 请求头部中不包含X-GP-PROTO的HTTP请求。

大多数情况下,用户很可能希望在ETL机器而不是安装Greenplum数据库的主机上运行gpfdist。 要在其他主机上安装gpfdist,只需简单的将该程序复制到该主机上,然后将gpfdist 添加到用户的$PATH路径中。

Note: 使用IPv6时,请始终将数字IP地址包裹在括号内。

选项

-d directory

指定一个目录,gpfdist将从该目录中为可读外部表提供文件,或为可写外部表创建 输出文件。如果没有指定,默认为当前目录。

-l log_file

要记录标准输出消息的完全限定路径和日志文件名称。

-p http_port

gpfdist提供文件要使用的HTTP端口。默认为8080。

-P last_http_port

gpfdist将会提供文件服务的端口号范围 (http_port到last_http_port 包含岂止号码)中最后一个HTTP端口号号码。gpfdist会 以端口号设定范围内第一个成功绑定的端口号作为服务端口。

-t timeout

设置Greenplum数据库建立与gpfdist进程的连接所允许的时间。默认值是5秒。 允许的值是2到7200秒(2小时)。在网络流量大的系统上可能要增加。

-m max_length

设置以字节为单位的最大数据行长度。默认值是32768。当用户数据包含非常宽的行时 (或者当line too long错误消息发生时)应该使用,否则不应该使用, 因为它会增加资源分配。有效范围是32K到256MB(Windows系统上限为1MB)。

Note: 如果用户指定较大的最大行长度并运行大量的gpfdist并发连接, 则可能会发生内存问题。例如,使用96个并行gpfdist进程需要大约 24GB的内存((96 + 1) x 246MB)。

-s

启用简化的日志记录。指定此选项时,只有具有WARN级别或者更高级别的消息才 会写入gpfdist日志文件。INFO级别的消息不写入日志文件。 如果未指定这一选项,则所有gpfdist消息都写入日志文件。

用户可以指定此选项以减少写入日志文件的信息。

-S (use O_SYNC)

使用O_SYNC标志打开同步I/O的文件。任何对结果文件描述的写都会阻塞gpfdist, 直到数据被物理地写到底层硬件。

-w time

设置关闭目标文件(如命名管道)之前Greenplum数据库延迟的秒数。 默认值是0,没有延迟。最大值是7200秒(2小时)。

对于具有多个Segment的Greenplum数据库,在将不同Segment中的数据写入文件时,Segment之间可能会有延迟。 用户可以指定Greenplum数据库关闭文件之前要等待的时间,以确保所有数据都被写入文件。

--ssl certificate_path

将SSL加密添加到使用gpfdist传输的数据。使用--ssl certificate_path选项执行gpfdist之后, 从此文件服务器加载数据的唯一方法是使用gpfdist://协议。 有关gpfdist:// 协议的信息,请参阅Greenplum数据库管理员指南中的“装载和卸载数据”部分。

在certificate_path中指定的位置必须包含以下文件:

  • 服务器证书文件,server.crt
  • 服务器私钥文件,server.key
  • 可信证书机构,root.crt

根目录(/)不能指定为certificate_path。

--sslclean wait_time

使用--ssl选项运行该工具时,设置该工具完成向Greenplum数据库Segment读写数据 后关闭SSL会话和清除SSL资源之前要延迟的秒数。默认值是0,没有延迟。最大值是500秒。如果延迟增加, 传输速度降低。

在某些情况下,复制大量数据时可能会发生此错误:gpfdist server closed connection。 为了避免这类错误,用户可以增加一个延迟,例如--sslclean 5。

-c config.yaml

指定gpfdist在装载或抽取数据时,用来选择要应用的转换的规则。 gpfdist配置文件是一个YAML1.1文档。

有关文件格式的信息,请参阅Greenplum数据库管理员指南中的配置文件格式配置件格式。 有关用gpfdist配置数据转换的信息,请参阅Greenplum数据库管理员指南 中的使用gpfdist和gpload转换外部数据转换XML数据。

该选项在windows平台中不可用。

-v(详细模式)

显示进度和状态信息的详细模式。

-V(非常详细模式)

显示由该工具生成的所有输出信息的详细模式。

-?(帮助)

显示在线帮助。

--version

显示该工具的版本。

注解

服务器配置文件verify_gpfdists_cert用来控制Greenplum数据库与gpfdist 工具沟通进行读写数据时是否启用SSL授权。当在进行Greenplum数据库外部表与gpfdist 工具测试时,客户可以设置该参数值为false来禁用授权。如果参数设置为false, 以下SSL异常会被忽略:

  • gpfdist使用的自有签名SSL证书授权不被Greenplum信任。
  • SSL证书中包含的主机名与gpfdist主机名不匹配。

Warning: 禁用SSL证书授权会暴露安全风险,因为gpfdist SSL不会再进行验证。

如果gpfdist工具在读写操作中hang住,客户可以在下次hang住时生成一个 core dump文件来帮助调试问题原因。在gpfdist强制退出之前, 设置环境变量GPFDIST_WATCHDOG_TIMER为异常时间段的秒数。 当客户设置了该环境变量,并且gpfdist hang住时,工具会在特定秒数后停止并创建 core dump文件,发送相关信息到日志文件。

例子中设置的Linux系统环境变量为gpfdist在无活动操作后300秒(5分钟)退出。

示例

使用端口8081从指定目录提供文件(并在后台启动gpfdist):

在后台启动gpfdist并将输出和错误重定向到日志文件:

停止在后台运行的gpfdist:

--首先找到它的进程ID:

--然后杀死该进程,例如:

gpload

按照一个YAML格式的控制文件的定义运行一个装载作业。

Greenplum的gpload工具使用可读外部表和Greenplum并行文件服务器(gpfdist或者gpfdists)来装载数据。它处理并行的基于文件的外部表设置并且允许用户在一个单一配置文件中配置他们的数据格式、外部表定义以及gpfdist或者gpfdists设置。

Note: gpfdist和gpload仅与发布它们的Greenplum数据库主要版本兼容。 例如,与Greenplum Database 4.x一起安装的gpfdist实用程序不能与Greenplum Database 5.x或6.x一起使用。

Note: 如果目标表列名是保留关键字,即包含大写字母,或者包含需要引号(“”)来标识列的任何字符,则不支持MERGE和UPDATE操作。

概要

先决条件

要执行gpload命令的客户机必须具有下列要求:

  • Python 2.6.2或更新版本,装有pygresql (Python的PostgreSQL接口包 ),和pyyaml。注意Python及所需的Python库被包含在Greenplum数据库安装包中, 因此如果在gpload运行的机器上安装有Greenplum数据库,用户就不需要单独安装Python。

    Note: Greenplum数据库的Windows装载客户端仅支持Python 2.5(您可以从https://www.python.org获取)

  • gpfdist并行文件分发程序被安装在$PATH中。这个程序位于Greenplum 数据库的$GPHOME/bin目录下。

  • gpload客户机可以访问(被访问)Greenplum数据库集群(Master和Segments)中所有主机。

  • gpload客户及可以访问(被访问)所有可能用来装载数据的主机(ETL服务器)。

描述

gpload是一个数据装载工具,它扮演着Greenplum数据库外部表并行装载 特性的接口的角色。通过一个用YAML格式控制文件定义的装载说明,gpload 调用Greenplum数据库的并行文件服务器 (gpfdist)执行 文件装载,基于源数据的定义创建一个外部表定义,并且指定INSERT、 UPDATE或MERGE操作把源数据装载到数据库中的目标表中。

Note: gpfdist和gpload是在Greenplum的主版本级别有效的。 例如,Greenplum 4.x版本的gpfdist不能用于Greenplum 5.x或6.x版本。

Note: 如果目标表的列名为保留关键字、有大写字母或包含任何双引号, 那么MERGE和UPDATE操作不被支持。

在目标表上指定多个同时的装载操作时,操作包括在YAML控制文件(控制文件格式见控制文件格式)的SQL集合中指定的任何SQL命令会在单个事务中 执行以防止数据不一致。

选项

-f control_file

必选项。包含装载说明详情的YAML文件。请见 控制文件格式

--gpfdist_timeout seconds

为gpfdist并行文件分发程序发送响应设置超时时间。 输入一个从0到30秒的值(输入”0”会禁用超时)。 注意在高流量网络上可能需要增加这个值。

-l log_file

指定在哪里写日志文件。默认是~/gpAdminLogs/gpload_YYYYMMDD。 有关日志文件的更多信息请见日志文件格式

--no_auto_trans

如果用户在目标表上执行单个装载操作,可指定--no_auto_trans 禁用把装载操作作为单个事务处理的特性。

默认情况下,在一个目标表上执行多个同时的操作时,gpload把每个装载操作处理为 单个事务以防止不一致的数据。

-q (无屏幕输出)

运行在静默模式中。命令输出不会被显示在屏幕上,但仍将被写入到日志文件。

-D (调试模式)

检查错误情况,但是不执行装载。

-v (详细模式)

在装载步骤被执行时,显示它们的详细输出。

-V (非常详细模式)

显示非常详细的输出。

-? (显示帮助)

显示帮助,然后退出。

--version

显示这个工具的版本,然后退出。

连接选项

-d database

要装载到的数据库。如果没有指定,则从装载控制文件、环境变量$PGDATABASE 读取或者默认为当前系统用户名。

-h hostname

指定Greenplum的Master数据库服务器在其上运行的机器的主机名。如果没有指定, 会从装载控制文件、环境变量$PGHOST读取或者默认为 localhost。

-p port

指定Greenplum的Master数据库服务器在其上监听连接的TCP端口。如果没有指定, 会从装载控制文件、环境变量$PGPORT读取或者默认为5432。

-U username

要用其进行连接的数据库角色名。如果没有指定,会从装载控制文件、环境变量$PGUSER 读取或者默认为当前系统用户名。

-W (强制口令提示)

强制口令提示。如果没有指定,会从环境变量$PGPASSWORD、 $PGPASSFILE指定的口令文件或~/.pgpass 中的口令文件中读取口令。如果这些都没有设置,即使没有提供-W, gpload也将提示要求一个口令。

控制文件格式

gpload控制文件使用 YAML 1.1 文档格式,然后为定义Greenplum数据库装载操作的多个步骤实现了其自身的模式。 该控制文件必须是一个有效的YAML文档。

gpload程序按顺序处理控制文件文档并且使用缩进(空格)来判断文档层次以及 各个部分之间的关系。空格的使用是有意义的。不能把空格简单地用于格式化目的,并且不能使用制表符。

一个装载控制文件的基础结构是:

VERSION

可选。gpload控制文件模式的版本。当前版本是1.0.0.1。

DATABASE

可选。指定Greenplum数据库系统要连接到哪个数据库。如果没有指定则默认为$PGDATABASE。 如果$PGDATABASE也没有设置,则默认为当前系统用户名。用户还可以在命令行上用 -d选项指定数据库。

USER

可选。指定用于连接的数据库角色。如果没有指定,默认为当前用户或者$PGUSER (如果设置)。用户还可以在命令行上用-U选项指定数据库角色。

如果运行gpload的用户不是Greenplum数据库的超级用户, 那么必须为该用户授予适当的权限。更多信息请见Greenplum数据库参考指南。

HOST

可选。指定Greenplum数据库的Master主机名。如果没有指定,默认为localhost或者 $PGHOST(如果设置)。用户还可以在命令行上用-h 选项指定Master主机名。

PORT

可选。指定Greenplum数据库的Master端口。如果没有指定,默认为5432或者 $PGPORT(如果设置)。用户还可以在命令行上用-p 选项指定Master端口。

GPLOAD

必需。开始装载说明部分。GPLOAD说明必须定义有一个INPUT 小节和一个OUTPUT小节。- INPUT

PRELOAD

可选。指定在装载操作之前运行的操作。目前唯一的预装载操作是TRUNCATE。- TRUNCATE

SQL

可选。定义在装载操作之前或者之后要运行的SQL命令。用户可以指定多个BEFORE 或者AFTER命令。按照想要的执行顺序列出命令。- BEFORE

日志文件格式

gpload输出的日志文件具有下面的格式:

其中timestamp的形式是:YYYY-MM-DD HH:MM:SS,level是DEBUG、 LOG、INFO、ERROR中间的一个, 而message是普通文本消息。

日志文件中可能让人感兴趣的一些INFO消息是(其中# 对应于实际的秒数、数据的单位或者失败的行):

注解

如果用户的数据库对象名使用双引号标识符(定界的标识符)创建,用户必须在gpload 控制文件中用单引号指定定界的名称。例如,如果用户这样创建一个表:

用户的YAML格式的gpload控制文件应该按如下方式引用上述表和列名:

如果YAML控制文件包含Greenplum数据库4.3.x的ERROR_TABLE元素, gpload会提示一个告警,显示表明ERROR_TABLE 是不支持的,如果LOG_ERRORS和REUSE_TABLE 被设置为true,加载错误信息会被正常处理。当运行在单行事务处理模式时, 格式错误的行会被记录到内部数据库日志。

示例

按my_load.yml中的定义运行一个装载作业:

装载控制文件的例子:

使用gpfdist和gpload转换外部数据

gpfdist并行文件服务器允许用户设置转换,使Greenplum数据库外部表能够以CREATE EXTERNAL TABLE命令的FORMAT子句不支持的格式读取和写入文件。input转换以外部数据格式读取文件,并以CSV或外部表的FORMAT子句中指定的其他文本格式将行输出到gpfdist。output转换以文本格式从gpfdist接收行,并将它们转换为外部数据格式。

Note: gpfdist和gpload仅与发布它们的Greenplum数据库主要版本兼容。例如,与Greenplum Database 4.x一起安装的gpfdist工具不能与Greenplum Database 5.x或6.x一起使用。

本节介绍了设置数据转换的任务,以使gpfdist使用Greenplum数据库不支持的格式读取或写入外部数据文件。

Parent topic: 装载和卸载数据

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关于gpfdist转换

要设置数据格式转换,用户需要提供一个可执行命令,该命令可以被gpfdist以包含数据的文件名调用。例如,用户可以编写一个shell脚本,该脚本在XML文件上运行XSLT转换,以输出具有以竖线(|)字符分隔的列和使用换行符分隔的行的行。

转换是在以命令行方式传递给gpfdist的YAML格式的配置文件中配置的。

如果要将外部数据加载到Greenplum数据库的表中,可以使用gpload工具自动执行创建外部表的任务,运行gpfdist并将转换后的数据加载到数据库表中。

从数据库中访问外部XML文件中的数据是常见的需要转换的示例。下图展示了对ETL服务器上的XML文件执行转换的gpfdist

Figure 1. 使用XML转换的外部表
Greenplum中的数据加载工具之gpfdist和gpload

以下是为外部数据文件设置gpfdist转换的高级步骤。该过程用XML示例说明。

  1. Determine the transformation schema.
  2. Write a transformation.
  3. Write the gpfdist configuration file.
  4. Transfer the data.

确定转换方案

要为转换项目做准备:

  1. 确定该项目的目标,例如索引数据、分析数据、组合数据等等。
  2. 检查源文件并标记文件结构和元素名称。
  3. 选择要导入的元素并且决定是否需要其他适当的限制。

例如,下面的XML文件prices.xml是一个简短的包含价格记录的文件。每个价格记录包含两个字段:项目编号和价格。

目的是把所有的数据导入到一个具有一个整数列itemnumber和一个小数列price的Greenplum数据库表中。

编写转换

转换指定从数据中抽取什么。用户可以使用适合其项目的任何创作环境和语言。对于XML转换,基于项目的目标和范围选择一种如XSLT、Joost(STX)、Java、Python或者Perl的技术。

在price的例子中,下一步是转换XML数据成一个简单的分隔成两列的格式。

下面的称为input_transform.stx的STX转换完成了这种数据转换。

此STX转换声明两个临时变量itemnumber 和price,以及以下规则。

  1. 当找到满足XPath表达式/prices/pricerecord的元素时,检查子元素并生成包含itemnumber变量值,一个|字符,price变量值和一个新行的输出。
  2. 当找到元素时,将该元素的内容存储在变量itemnumber中。
  3. 当找到元素后,将该元素的内容存储在变量price中。

编写gpfdist配置文件

gpfdist配置是一个YAML 1.1文档。它指定在装载或者抽取数据时gpfdist用来选择一种转换并应用的规则。

这个gpfdist 配置的例子包含下列项:

  • 定义TRANSFORMATIONS的config.yaml文件
  • config.yaml文件中引用的input_transform.sh包装器脚本
  • input_transform.sh中调用的joost转换input_transform.stx

除普通的YAML规则(如文档用三个破折号开始(-—))之外,gpfdist配置必须符合下列限制:

  1. VERSION设置必须出现并且值为1.0.0.1。
  2. TRANSFORMATIONS设置必须出现并且包含一个或者更多个映射。
  3. TRANSFORMATION中的每一个映射必须包含:
    • 一个值为’input’或者’output’的TYPE
    • 一个表明转换如何运行的COMMAND。
  4. TRANSFORMATION中的每一个映射可以包含可选的CONTENT、SAFE以及STDERR设置。

下面这个称为config.yaml的gpfdist配置适用于prices的例子。每一行开始的缩进是有意义的,它们反映了该说明的层级性。下面例子中的名称prices_input将在后面用SQL创建该表时引用。

COMMAND设置使用了一个名为input_transform.sh的包装器脚本,它带有一个%filename%占位符。当gpfdist运行该prices_input转换时,它用/bin/bash调用input_transform.sh ,并且将%filename%占位符替换为要转换的输入文件的路径。名为input_transform.sh的包装器脚本包含调用STX转换并返回其输出的逻辑。

如果使用了Joost,则必须安装Joost STX引擎。

input_transform.sh文件使用带有AWK解释器的Joost STX引擎。下面的图表展示了gpfdist运行该转换的处理流程。

Greenplum中的数据加载工具之gpfdist和gpload

传输数据

使用基于相应模式的SQL语句创建目标数据库表。

对于保存已加载数据的Greenplum数据库表没有特殊要求。在prices示例中,以下命令创建要加载数据的prices表。

接下来,使用其中一种方法用gpfdist转换数据。

  • GPLOAD只支持输入转换,但是在很多情况下更容易实现。
  • INSERT INTO SELECT FROM支持输入和输出转换,但是会暴露更多细节。

用GPLOAD转换

Greenplum数据库gpload工具使用gpfdist并行文件服务器和YAML格式的配置文件来编排数据加载操作。gpload自动执行以下任务:

  • 在数据库中创建可读的外部表。
  • 使用包含转换的配置文件启动gpfdist实例。
  • 运行INSERT INTO table_name SELECT FROM external_table以加载数据。
  • 删除外部表定义。

Transforming data with 用gpload 转换数据要求出现在gpload 控制文件的INPUT节中的设置TRANSFORM和TRANSFORM_CONFIG。

有关在gpload控制文件中这些设置的语法和布置,请见Greenplum数据库参考指南

  • TRANSFORM_CONFIG指定gpfdist配置文件的名称。
  • The TRANSFORM设置表示TRANSFORM_CONFIG中提到的文件中描述的转换名称。

转换名称必须出现在两个位置:在gpfdist配置文件的TRANSFORM设置中以及在TRANSFORM_CONFIG节提到的文件的TRANSFORMATIONS节中。

在gpload控制文件中,可选的参数MAX_LINE_LENGTH指定被传递给gpload的XML转换数据中一行的最大长度。

下面的图表展示了gpload控制文件、gpfdist配置文件以及XML数据文件之间的关系。

Greenplum中的数据加载工具之gpfdist和gpload

用INSERT INTO SELECT FROM转换

使用此加载方法,用户可以执行gpload自动执行的每个任务。用户启动gpfdist,创建一个外部表,加载数据,然后通过删除表并停止gpfdist来清理。

在CREATE EXTERNAL TABLE定义的LOCATION子句中指定转换。例如,在下面的命令中转换被显示为粗体(使用命令gpfdist -c config.yaml先运行gpfdist)。

在上面的命令中,把hostname改成实际的主机名。prices_input来自于gpfdist配置文件。

下面的查询装载数据到prices表中。

配置文件格式

gpfdist配置文件使用YAML 1.1文档格式并且实现了一种定义转换参数的方案。配置文件必须是一个合法的YAML文档。

gpfdist程序会按照顺序处理该文档并且使用缩进(空格)来判断文档的层次以及小节之间的关系。空白的使用很重要。不要使用空白来进行格式化也不要用制表符。

下面是一个配置文件的基本结构。

VERSION

必需。gpfdist配置文件方案的版本。当前版本是1.0.0.1。

TRANSFORMATIONS

必需。开始转换说明小节。一个配置文件必须有至少一个转换。当gpfdist收到一个转换请求时,它会在这个小节查找具有匹配的转换名称的项。

TYPE

必须。指定转换的方向。值是input或者output。值为 input 或者 output.

  • input:gpfdist把转换处理的标准输出当做是要载入到Greenplum数据库的一个记录流。
  • output : gpfdist 把转换处理的标准输入当作是来自于Greenplum数据库的一个记录流并且写出到适当的输出。

COMMAND

必须。指定将被gpfdist执行来做转换的命令。

对于输入转换,gpfdist调用CONTENT设置中指定的命令。该命令应该会以适当的方式打开底层文件并且为每一行产生一个TEXT行以载入到Greenplum数据库。输入转换决定整个内容是应该被转换为一个行还是多个行。

对于输出转换,gpfdist调用在CONTENT设置中指定的命令。输出命令应该会以适当的方式打开底层文件并且向其中写入。输出转换决定转换好的输出的最终安置。

CONTENT

可选。值是data 和 paths。默认值是data。

  • 当CONTENT指定data时,COMMAND小节中的文本%filename%会被替换为要读写的文件路径。
  • 当CONTENT指定paths时,COMMAND小节中的文本%filename%会被替换为包含要读写的文件列表的临时文件路径。

下面是一个COMMAND小节的例子,它展示了被替换掉的文本%filename%。

SAFE

可选。一个POSIX 正则表达式,路径必须匹配它才能被传递给转换。在担心传递给命令的路径被注入或者被不正确解读时指定SAFE。默认对路径没有限制。

STDERR

可选。值是server 和 console。

这个设置指定如何处理来自于转换的标准错误输出。默认值server,指定 gpfdist将捕捉来自于转换的标准错误输出放在一个临时文件中,并且把该文件的前8k字节发送到Greenplum数据库作为一个错误消息。该错误消息将作为一个SQL错误出现。Console指定gpfdist不会重定向或者转换来自于转换的标准错误输出。

XML转换示例

下面的例子展示了对不同类型的XML数据以及STX转换的完整处理。与这些例子相关的文件和详细用法在GitHub仓库github.com://greenplum-db/gpdb gpMgmt/demo/gpfdist_transform目录中。在运行这些例子之前,请阅读开始之前小节中的README文件。README文件解释了如何下载这些例子中用到的示例数据文件。

基于命令的外部Web表

一个shell命令或者脚本的输出可定义基于命令的Web表数据。在CREATE EXTERNAL WEB TABLE的EXECUTE子句中指定该命令。EXECUTE子句会在指定的Master以及(一个或者多个)Segment主机上运行该shell命令或脚本。该命令或脚本必须位于EXECUTE子句中定义的主机上。

默认情况下,当活动Segment有输出行要处理时,该命令运行在Segment主机上。例如,如果每一个Segment主机运行四个有输出行要处理的主Segment实例,该命令在每个Segment主机上会运行四次。用户可以有选择地限制执行Web表命令的Segment实例的数量。ON子句中Web表定义里包括的所有Segment会并行运行该命令。

用户在外部表定义中指定的命令从数据库中执行并且不能访问来自.bashrc 或者 .profile的环境变量。可在EXECUTE子句中设置环境变量。例如:

脚本必须对gpadmin用户可执行并且在Master或者Segment主机上位于同一位置。

下列命令定义一个运行脚本的Web表。该脚本在每一台有需要处理输出行的Segment的Segment主机上运行。

IRS MeF XML 文件(在demo目录中)

这个例子展示了使用一种Joost STX转换装载一份IRS Modernized eFile tax return数据样例。该数据是一种复杂的XML文件形式。

美国国内税务署(IRS)在对XML进行了可观的投资并且指定在其现代化电子文件(MeF)系统中使用它。在MeF中,每一份纳税申报表都是一个具有深层次结构的XML文档,该层次结构仔细地反映了底层纳税代码的特定形式。

XML、XML Schema和样式表在他们的数据表达和业务工作流中扮演了重要角色。实际的XML数据被从一个附加了MIME “transimission file”消息的ZIP文件中抽取。更多有关MeF的信息,请见IRS网站上的Modernized e-File (Overview)

样例XML文档RET990EZ_2006.xml大约有350KB大小,它有两个元素:

  • ReturnHeader
  • ReturnData

元素包含了有关纳税申报表的一般细节,例如纳税人的姓名、纳税年份以及preparer。 元素包含了多个小节,它们含有关于纳税申报表及相关计划表的特定细节。

下面是该XML文件的一个被删节过的例子。

目标是把所有数据导入到一个Greenplum数据库。首先,将该XML文档转换为文本形式,其中的新行已被转义过并且有两个列: ReturnId和末尾的一个用于整个MeF纳税申报表的列。例如:

载入数据到Greenplum数据库。

WITSML™ 文件 (在demo目录中)

这个例子展示了使用一种Joost STX转换载入描述一个石油钻塔的样例数据。该数据是一种从energistics.org下载的复杂的XML文件格式。

Wellsite Information Transfer Standard Markup Language (WITSML™)是一种石油工业发起的为技术和软件提供开放的、非所有权的、标准的接口,以便在石油公司、服务公司、钻探承包商和监管代理之间分享信息。更多有关WITSML™的信息请见http://www.energistics.org/。

石油钻塔的信息由一个顶层的元素和多个子元素(例如, ,等)构成。下面从该文件中摘录的片段展示了标签中的信息的类型。

目标是把这个钻塔的信息导入到Greenplum数据库。

样例文档rig.xml的尺寸大约是11KB。输入不包含制表符,因此相关信息可以被转换成用竖线(|)分隔的记录。

W-12|6507/7-A-42|xr31|Deep Drill #5|Deep Drilling Co.|John Doe|John.Doe@example.com|

有这些列:

  • well_uid text, — e.g. W-12
  • well_name text, — e.g. 6507/7-A-42
  • rig_uid text, — e.g. xr31
  • rig_name text, — e.g. Deep Drill #5
  • rig_owner text, — e.g. Deep Drilling Co.
  • rig_contact text, — e.g. John Doe
  • rig_email text, — e.g. John.Doe@example.com
  • doc xml

然后,载入该数据到Greenplum数据库中。

总结

1、gpfdist和gpload自动随软件安装而安装,不需要额外下载

2、

参考

https://www.bookstack.cn/read/greenplum-admin_guide-6.0-zh/629a7f9b6e279e13.md

https://www.bookstack.cn/read/greenplum-admin_guide-6.0-zh/801ec67874ac577c.md

https://www.bookstack.cn/read/greenplum-admin_guide-6.0-zh/8e60f4fe0fbae1a5.md

https://www.bookstack.cn/read/greenplum-admin_guide-6.0-zh/a41823a2a09a6f92.md

https://blog.csdn.net/hmxz2nn/article/details/82779978
https://blog.csdn.net/u012878005/article/details/81237234

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