如今，隨著企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)張、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及以及智能硬件的發(fā)展，可用的信息量及其規(guī)模正在呈現(xiàn)爆發(fā)增長的趨勢。從采集到的異構(gòu)數(shù)據(jù)中挖掘更深層次的信息并進(jìn)行深度分析來賦予其價(jià)值對于業(yè)務(wù)發(fā)展來說至關(guān)重要。并且，這些異構(gòu)數(shù)據(jù)的價(jià)值在于其時(shí)效性，通過對實(shí)時(shí)流產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析等復(fù)雜處理可以全方位支持業(yè)務(wù)決策的制定，而這些都離不開流計(jì)算的支持。

Slipstream是星環(huán)科技自主研發(fā)的一款企業(yè)級、高性能實(shí)時(shí)流計(jì)算引擎，通過提供豐富的組件與產(chǎn)品功能可以幫助用戶快速開發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫、實(shí)時(shí)報(bào)表分析、實(shí)時(shí)智能推薦、實(shí)時(shí)欺詐檢測與風(fēng)險(xiǎn)控制等應(yīng)用。目前Slipstream已在金融 、交通、能源、電信、電商等多個(gè)行業(yè)數(shù)百個(gè)生產(chǎn)集群中部署使用。

近日，星環(huán)科技實(shí)時(shí)流計(jì)算引擎Transwarp Slipstream正式發(fā)布9.0版本，新版本新增了無窗口關(guān)聯(lián)功能，在聚合計(jì)算能力上進(jìn)行了深度優(yōu)化，充分提升了實(shí)時(shí)報(bào)表分析能力。Slipstream9.0借助引擎新特性，打破了窗口的局限性，進(jìn)一步簡化了大屏展示、實(shí)時(shí)報(bào)表等業(yè)務(wù)的開發(fā)，全面保證了數(shù)據(jù)的時(shí)效性和正確性，做到和實(shí)時(shí)同步任務(wù)幾乎相同時(shí)延，產(chǎn)品的實(shí)時(shí)性提升了一個(gè)新臺(tái)階。本文將重點(diǎn)介紹全新的Slipstream9.0及其可視化開發(fā)監(jiān)控工具Slipboard帶來的全新功能以及在性能上帶來的提升。

產(chǎn)品優(yōu)勢

隨著流計(jì)算的不斷發(fā)展，客戶可以使用流計(jì)算引擎開發(fā)出越來越復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘。Slipstream是企業(yè)級流計(jì)算引擎，可以全方位支持用戶在不同業(yè)務(wù)場景下的應(yīng)用。例如在實(shí)時(shí)數(shù)倉方面，Slipstream可以很好地應(yīng)對上百任務(wù)、近萬Task并發(fā)的數(shù)據(jù)同步，并做到自動(dòng)容災(zāi)、實(shí)時(shí)告警、數(shù)據(jù)不丟不重，這些核心特性在某港務(wù)公司和制藥公司得到了很好的落地。相對于采用編程方式開發(fā)流應(yīng)用，Slipstream主要核心優(yōu)勢包括：

SQL兼容性極高

Slipstream通過SQL的方式為用戶提供開發(fā)接口，完整支持NSI SQL 2003、2016標(biāo)準(zhǔn)，提供豐富的算子、函數(shù)，滿足大多數(shù)流處理場景。相比以往流處理平臺(tái)的高技術(shù)門檻，用戶使用Slipstream無需編碼，省去項(xiàng)目構(gòu)建發(fā)布打包等流程，僅通過SQL即可輕松上手開發(fā)部署應(yīng)用，大幅度降低用戶開發(fā)以及學(xué)習(xí)成本。并且，Slipstream支持豐富的存儲(chǔ)類型，對星環(huán)各類數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品以及其他第三方產(chǎn)品提供良好支持，全方位滿足用戶在各類業(yè)務(wù)場景下的使用需求。通過配合Slipboard可視化流應(yīng)用開發(fā)及管理工具，也可以在界面生成流應(yīng)用，并實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)狀態(tài)，配置告警規(guī)則等。此外，采用編程方式可能對性能的影響不可控，無法將引擎性能發(fā)揮到極致。Slipstream就數(shù)據(jù)處理和訪問進(jìn)行了諸多優(yōu)化，例如使用SQL可以無縫對接引擎內(nèi)部。

高可用支持

Slipstream支持服務(wù)高可用及任務(wù)高可用。支持端到端Exactly-Once，任務(wù)自動(dòng)故障恢復(fù)，多種狀態(tài)存儲(chǔ)和Checkpoint存儲(chǔ)選擇，滿足各種高可用場景需求。在服務(wù)發(fā)生故障時(shí)，將業(yè)務(wù)的影響程度降到最低，高效提升故障恢復(fù)速度。隨著流計(jì)算的不斷發(fā)展，用戶可以使用Slipstream開發(fā)出越來越復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘，例如金融領(lǐng)域的反洗錢反欺詐、交通領(lǐng)域的人車路管控、道路交通運(yùn)行態(tài)勢預(yù)警研判等。

新版本優(yōu)化與新增功能

Slipstream9.0在性能和功能上都實(shí)現(xiàn)了全面增強(qiáng)，接下來將為您介紹此系列版本帶來的全新變化。

全新功能加持

新增規(guī)則引擎V3，助力用戶靈活配置業(yè)務(wù)規(guī)則，提高開發(fā)效率

規(guī)則引擎是處理復(fù)雜規(guī)則集合的引擎。通過模擬業(yè)務(wù)決策過程，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則庫中預(yù)定義的語義模塊處理事件并觸發(fā)相應(yīng)操作得到最終的執(zhí)行結(jié)果。規(guī)則引擎的核心作用在于將復(fù)雜、易變的規(guī)則與應(yīng)用系統(tǒng)的執(zhí)行邏輯分離，由靈活可變的規(guī)則來描述業(yè)務(wù)需求。其大大降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本，使企業(yè)的決策能夠更加快速的反應(yīng)到應(yīng)用系統(tǒng)中。規(guī)則引擎通常由三部分組成，即規(guī)則庫、事實(shí)收集和推理引擎。規(guī)則是由條件和結(jié)論組成的推理語句，可以進(jìn)行推演或歸納。當(dāng)事實(shí)滿足條件時(shí)，相應(yīng)的結(jié)論被激活。此類引擎廣泛應(yīng)用于銀行信貸、交易風(fēng)控、反洗錢、業(yè)務(wù)發(fā)展等諸多領(lǐng)域。Slipstream在9.0新增了規(guī)則引擎V3，其充分兼容Drools語法，支持本地調(diào)試，提供異步接口，訪問數(shù)據(jù)庫的同時(shí)可以保證高吞吐。通過內(nèi)置規(guī)則引擎，可助力用戶靈活配置業(yè)務(wù)規(guī)則，分離應(yīng)用開發(fā)者的技術(shù)決策和商業(yè)決策者的商業(yè)決策邏輯，有效提高復(fù)雜邏輯的代碼的可維護(hù)性，提高開發(fā)效率。

異步運(yùn)行UDF，提升處理性能

Slipstream為用戶提供了許多的解決方案來處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景，但是隨著用戶業(yè)務(wù)規(guī)模的增長，原生函數(shù)很難應(yīng)對一些復(fù)雜情況。因此，Slipstream支持用戶使用UDF（User-Defined Functions自定義函數(shù)）。但是，一些用戶定義的函數(shù)在使用過程中必須等待資源，在等待時(shí)，計(jì)算線程極易被阻塞而影響性能。因此，Slipstream支持異步運(yùn)行UDF，其使用多路復(fù)用線程模型，異步非阻塞的處理數(shù)據(jù)，從而提升UDF處理性能。

無窗口流流Join，避免窗口出現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)度不一致等風(fēng)險(xiǎn)

Join是處理數(shù)據(jù)流的重要操作符之一，為了在無限的數(shù)據(jù)流上連續(xù)產(chǎn)生輸出，通常使用窗口來限制join處理的范圍。但是，在同一個(gè)窗口的兩個(gè)數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行join往往存在數(shù)據(jù)亂序或者延時(shí)的情況，導(dǎo)致兩個(gè)流的數(shù)據(jù)進(jìn)度不一致，出現(xiàn)數(shù)據(jù)跨窗口的情況，那么數(shù)據(jù)就無法在同一個(gè)窗口內(nèi)join。并且，窗口無法支持時(shí)間跨度較大的延遲。因此，為了避免上述問題的產(chǎn)生，Slipstream9.0支持用戶無需創(chuàng)建窗口即可實(shí)現(xiàn)流流Join。

新增KeyByte存儲(chǔ)支持，業(yè)務(wù)邏輯涉及KeyByte時(shí)可以高效開發(fā)管理

Slipstream9.0新增KeyByte存儲(chǔ)支持，其引擎內(nèi)置支持輸出到KeyByte，并提供查詢功能。在過往版本中，用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢時(shí)，需要先查詢KeyByte，再去跟表進(jìn)行聯(lián)合查詢。并且，當(dāng)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行更新時(shí)，需要單獨(dú)寫程序。在引進(jìn)KeyByte后，用戶可以直接拿KeyByte的數(shù)據(jù)來做計(jì)算，并且可以直接更新KeyByte數(shù)據(jù)，無需再單獨(dú)寫程序來跟KeyByte做交互，可以同步進(jìn)行資源管理。

新增json字段類型，充分提升產(chǎn)品易用性

Slipstream9.0支持SQL 2016 標(biāo)準(zhǔn)中json的創(chuàng)建和訪問，新增json 字段、以及豐富的查詢和編輯json功能，為json提供更全的支持，整體簡化了json 對象的處理，極大程度地提升了Slipstream的易用性。

關(guān)鍵性能提升

引進(jìn)無鎖隊(duì)列和多路復(fù)用技術(shù)，改善流控機(jī)制，提高吞吐

如果流任務(wù)中有聚合計(jì)算，就需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行Shuffle，使相同聚合key的數(shù)據(jù)匯聚到同一個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算。為了提升Shuffle性能，Slipstream引進(jìn)了無鎖隊(duì)列，在并發(fā)量高的環(huán)境下有效避免了使用鎖帶來的性能損失，并避免了死鎖問題。另外，數(shù)據(jù)源消費(fèi)環(huán)節(jié)也使用了無鎖隊(duì)列，支持異步拉取Event Store、RabbitMQ等數(shù)據(jù)，處理速度更快。流控與背壓是Shuffle的重要一環(huán)，當(dāng)下游處理能力下降的時(shí)候，通過流控和背壓很好地控制住上游數(shù)據(jù)的拉取速率，減小集群的負(fù)載，保障了服務(wù)的穩(wěn)定。Slipstream在使用無鎖隊(duì)列的同時(shí)，改善流控機(jī)制，采用多路復(fù)用技術(shù)，非阻塞傳遞數(shù)據(jù)與消息，任務(wù)之間共享TCP連接，充分利用資源并控制內(nèi)存使用，使流上Shuffle性能步入一個(gè)新臺(tái)階。

狀態(tài)與高可用優(yōu)化，提升故障恢復(fù)效率

分布式流處理系統(tǒng)被用來處理不斷擴(kuò)展的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，它能夠組織共享的分布式計(jì)算資源并實(shí)時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)流。但是，一旦發(fā)生系統(tǒng)故障，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障會(huì)中斷甚至停止整個(gè)流處理進(jìn)程，導(dǎo)致數(shù)據(jù)集不完整以及結(jié)果不準(zhǔn)確，最終危及對數(shù)據(jù)較為敏感的應(yīng)用程序（例如，醫(yī)療監(jiān)控、財(cái)務(wù)分析和警報(bào)系統(tǒng)）。因此，流計(jì)算系統(tǒng)的容錯(cuò)機(jī)制十分重要。容錯(cuò)機(jī)制的核心是checkpoint(檢查點(diǎn))。Checkpoint是一個(gè)全局的程序快照，通過定期執(zhí)行checkpoint來對狀態(tài)變量的內(nèi)容進(jìn)行快照并進(jìn)行持久化存儲(chǔ)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以使用最新的checkpoint進(jìn)行重啟。然而，隨著業(yè)務(wù)量與數(shù)據(jù)規(guī)模的增長，創(chuàng)建checkpoint的時(shí)間會(huì)十分耗時(shí)并且消耗大量資源。Slipstream基于屏障機(jī)制實(shí)現(xiàn)了輕量級的異步checkpoint技術(shù)，通過定期觸發(fā)任務(wù)檢查點(diǎn)，將對應(yīng)時(shí)刻的任務(wù)狀態(tài)持久化到分布式存儲(chǔ)上來保證系統(tǒng)崩潰下計(jì)算的一致性，保證了系統(tǒng)高可用和高效率。并且，為了避免資源的浪費(fèi)并降低故障恢復(fù)的時(shí)長，Slipstream引入RocksDB作為狀態(tài)存儲(chǔ)，支持增量checkpoint，使用RocksDB內(nèi)置的備份機(jī)制來合并檢查點(diǎn)數(shù)據(jù)。這樣，checkpoint的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)合并老的檢查點(diǎn)數(shù)據(jù)并自動(dòng)清理，從而保障故障恢復(fù)的效率。此外，Slipstream9.0可將checkpoint的數(shù)據(jù)存于Event Store中，進(jìn)一步避免由于讀寫頻繁所導(dǎo)致的性能影響。

對數(shù)據(jù)處理和拷貝進(jìn)行優(yōu)化，充分提升mapjoin性能

MapJoin簡單來說就是在Map階段將小表讀入內(nèi)存，順序掃描大表完成Join。在CPU使用率比較高的時(shí)候mapJoin的性能很容易受到影響。在運(yùn)行時(shí)基本類型的自動(dòng)裝箱一定程度上降低了性能并消耗額外的內(nèi)存，codegen減少了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的周期消耗，避免了資源的浪費(fèi)，整體性能有所提高。因此，Slipstream通過codegen技術(shù)充分提升了mapjoin性能，有效避免了性能退化。

優(yōu)化Source Event Store Offset重置策略，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)回溯，提升整體易用性

當(dāng)?shù)谝淮螁?dòng)流任務(wù)的時(shí)候，會(huì)從Event Store最新的Offset開始讀取，但是有時(shí)候需要消費(fèi)任務(wù)啟動(dòng)之前的數(shù)據(jù)。Slipstream優(yōu)化了靈活的消費(fèi)Event Store Offset策略，支持用戶按Offset ，按時(shí)間來重置，更加方便靈活，可以有效防止數(shù)據(jù)丟失。

優(yōu)化可視化開發(fā)監(jiān)控工具Slipboard，全方位提升監(jiān)控、運(yùn)維、告警功能

傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)展現(xiàn)能力比較弱，Slipstream結(jié)合多年來實(shí)際生產(chǎn)部署的管理運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，深入分析實(shí)時(shí)處理監(jiān)控的痛點(diǎn)，開發(fā)了一套完整的指標(biāo)收集框架，并通過Slipboard 進(jìn)行配置管理和監(jiān)控。例如任務(wù)監(jiān)控到故障數(shù)據(jù)后進(jìn)行預(yù)警和告警，對集群的整體運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，提供任務(wù)處理的延遲、吞吐、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量、使用資源等豐富指標(biāo)。除了告警、輔助用戶進(jìn)行頁面運(yùn)維以外，Slipboard還提供了一套圖形化的任務(wù)設(shè)計(jì)接口，降低了對應(yīng)用開發(fā)人員的技術(shù)門檻要求，降低了開發(fā)人員的學(xué)習(xí)成本，進(jìn)一步提高了應(yīng)用開發(fā)的效率。

總結(jié)

實(shí)時(shí)分析在應(yīng)用場景中至關(guān)重要，通過對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，用戶可以快速制定出可行的業(yè)務(wù)決策，防止數(shù)據(jù)價(jià)值的流失。星環(huán)Slipstream實(shí)時(shí)流計(jì)算引擎已為上千家行業(yè)用戶提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、查詢、處理等服務(wù)。用戶通過使用Slipstream可以快速開發(fā)出一系列應(yīng)用，充分應(yīng)用于欺詐檢測、實(shí)時(shí)風(fēng)控、實(shí)時(shí)推薦、設(shè)備故障檢測、預(yù)測性維護(hù)等應(yīng)用場景。例如，基于星環(huán)實(shí)時(shí)流計(jì)算引擎Slipstream構(gòu)建的實(shí)時(shí)郵政監(jiān)管平臺(tái)每天都會(huì)有上億的異構(gòu)數(shù)據(jù)寫入，在確保數(shù)據(jù)高并發(fā)寫入的同時(shí)需要保障數(shù)據(jù)不丟不重，入庫即可進(jìn)行查詢和分析。通過Slipstream，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的高并發(fā)寫入，寫入性能達(dá)到了數(shù)百萬記錄/秒，每天接入70億業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，累計(jì)接入了PB級海量數(shù)據(jù)，具備數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、加工等一系列重要功能，幫助實(shí)現(xiàn)了離線業(yè)務(wù)、在線業(yè)務(wù)的即席秒級查詢分析、秒級上億數(shù)據(jù)的交互式復(fù)雜查詢、分析、探索等應(yīng)用需求。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理可以幫助多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，例如股票交易、新產(chǎn)品監(jiān)控、欺詐檢測和監(jiān)管合規(guī)監(jiān)控，通過實(shí)時(shí)警報(bào)和實(shí)時(shí)分析支持趨勢感知和決策制定。并且，實(shí)時(shí)任務(wù)的故障更可能給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致生產(chǎn)事故，因此，實(shí)時(shí)處理的監(jiān)控也尤為重要。Slipstream通過配合Slipboard可視化流應(yīng)用開發(fā)及管理工具，可以在界面生成流應(yīng)用，并實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)狀態(tài)，配置告警規(guī)則，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與應(yīng)用級實(shí)時(shí)監(jiān)控，高效保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此次，Slipstream9.0在產(chǎn)品易用性、性能、開發(fā)效率、存儲(chǔ)成本等方面實(shí)現(xiàn)了全面升級。未來，Slipstream將持續(xù)對更多核心優(yōu)勢進(jìn)行迭代與升級，幫助用戶挖掘?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)價(jià)值。