欢迎来到 Apache SeaTunnel 的世界!这份文档旨在帮助新手快速了解 SeaTunnel 的核心功能、基本架构,并完成第一个数据同步任务。
1. 什么是 Apache SeaTunnel?
Apache SeaTunnel 是一个非常易于使用、高性能、支持实时流式和离线批处理的海量数据集成平台。它的目标是解决常见的数据集成问题,如数据源多样性、同步场景复杂性以及资源消耗高的问题。
核心特性
- 丰富的数据源支持:支持 100+ 种 Connector,涵盖主流数据库、云存储、SaaS 服务等。
- 批流一体:同一套 Connector 代码同时支持批处理(离线)和流处理(实时)。
- 高性能:支持多引擎(Zeta, Flink, Spark),提供高吞吐、低延迟的数据同步能力。
- 简单易用:通过简单的配置文件(Config)即可定义复杂的数据同步任务。
2. 架构与环境
2.1 架构图
SeaTunnel 采用了解耦的设计架构,Source、Transform、Sink 插件与具体的执行引擎(Engine)是分离的。
2.2 操作系统支持
SeaTunnel 基于 Java 开发,理论上支持所有安装了 JDK 的操作系统。
| 操作系统 | 适用场景 | 说明 |
|---|---|---|
| Linux (CentOS, Ubuntu, etc.) | 生产环境 (推荐) | 稳定性高,适合长期运行服务。 |
| macOS | 开发/测试 | 适合开发者本地调试和编写 Config。 |
2.3 环境准备
在开始安装 SeaTunnel 之前,请确保你的环境满足以下要求:
- JDK 版本 :必须安装 Java 8 或 Java 11 。
- 可以通过命令
java -version检查。 - 确保设置了
JAVA_HOME环境变量。
- 可以通过命令
3. 核心组件深度解析
在使用 SeaTunnel 之前,深入理解其核心组件的内部机制有助于你更好地调优和排查问题。
3.1 Source (数据源)
Source 负责从外部系统读取数据,并将其转换为 SeaTunnel 内部的行格式(SeaTunnelRow)。
- Enumerator (枚举器) :运行在 Master 节点(Coordinator)。负责发现数据分片(Splits)。例如,在 JDBC Source 中,Enumerator 会根据
partition_column的最大值和最小值计算出多个查询范围(Splits)。 - Reader (读取器):运行在 Worker 节点。负责接收 Enumerator 分配的 Splits,并真正执行读取操作。多个 Reader 并行工作,极大提高了读取效率。
- Checkpoint 支持:对于流式作业,Source 还需要支持状态保存(如 Kafka 的 Offset),以便在故障恢复时实现断点续传。
3.2 Transform (数据转换)
Transform 负责在数据从 Source 流向 Sink 的过程中对数据进行处理。
- 无状态转换 :大多数 Transform(如
Sql,Filter,Replace)是无状态的,即处理当前行不需要依赖其他行的数据。 - Schema 变更:Transform 可以改变数据的 Schema(增加、删除、修改字段),下游 Sink 会感知到这种变化。
3.3 Sink (数据目标)
Sink 负责将 SeaTunnel 处理后的数据写入到外部系统。
- Writer (写入器):运行在 Worker 节点。负责将数据写入目标系统。通常支持批量写入以提高吞吐量。
- Committer (提交器) :运行在 Master 节点(可选)。对于支持事务的 Sink(如文件系统、Iceberg),需要一个全局的 Committer 来在 Checkpoint 完成时统一提交事务(二阶段提交),从而实现 Exactly-Once(精确一次)语义。
3.4 执行流程
- 解析配置:SeaTunnel 解析配置文件,构建逻辑执行计划。
- 资源分配:Master 节点根据并行度申请资源。
- 任务分发:Enumerator 生成分片,分发给 Reader。
- 数据流转 :
Reader -> Transform -> Writer。 - 状态提交:周期性触发 Checkpoint,保存状态并提交事务。
4. 支持的 Connector 及其优缺点分析
SeaTunnel 支持超过 100 种 Connector,以下是几类最常用的 Connector 及其特性分析:
4.1 关系型数据库 (JDBC)
支持列表: MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQLServer, DB2, Teradata, Dameng(达梦), OceanBase, TiDB 等。
- 优点 :
- 通用性强:只要有 JDBC 驱动即可连接几乎所有 SQL 数据库。
- 功能完善 :支持列投影(只读部分列)、并行读取(基于
partition_column切分)、Exactly-Once(取决于实现)。 - 自动建表:部分 Connector 支持在目标端自动创建表结构。
- 缺点 :
- 性能瓶颈 :受限于 JDBC 协议和单机驱动性能,超大规模数据读取可能需要精细调优(如
fetch_size)。 - 源库压力:如果并行度设置过高,可能打满源库连接池或 CPU。
- 性能瓶颈 :受限于 JDBC 协议和单机驱动性能,超大规模数据读取可能需要精细调优(如
4.2 消息队列
支持列表: Kafka, Pulsar, RocketMQ, Amazon DynamoDB Streams 等。
- 优点 :
- 高吞吐:天生适合大规模流数据处理,支持削峰填谷。
- 格式丰富:支持 JSON, Avro, Protobuf, Canal-JSON, Debezium-JSON 等多种序列化格式。
- Exactly-Once:支持端到端的精确一次语义(依赖 Checkpoint 机制)。
- 缺点 :
- 配置复杂:涉及 Offset 管理、序列化 Schema 配置、Consumer Group 管理等。
- 数据可见性:相比数据库,数据在 Topic 中不够直观,调试稍显麻烦。
4.3 变更数据捕获 (CDC)
支持列表: MySQL-CDC, PostgreSQL-CDC, Oracle-CDC, MongoDB-CDC, SQLServer-CDC, TiDB-CDC 等。
- 优点 :
- 实时性:毫秒级捕获数据库增删改操作。
- 无锁读取:SeaTunnel 的 CDC 实现了无锁并行快照算法,极大降低了对源库的影响。
- 断点续传:支持从 Binlog/WAL 指定位置恢复。
- Schema Evolution:支持表结构变更同步(部分支持)。
- 缺点 :
- 权限要求:通常需要较高的数据库权限(如 REPLICATION SLAVE)。
- 依赖日志:源库必须开启 Binlog(或 WAL),且保留时间需足够长。
4.4 文件系统 & 云存储
支持列表: LocalFile, HDFS, S3, OSS, GCS, FTP, SFTP 等。
- 优点 :
- 海量存储:适合数据湖场景,成本低廉。
- 格式支持:原生支持 Parquet, ORC, Avro, JSON, CSV, Excel, Text 等。
- 压缩支持:支持 Snappy, Gzip, Lzo 等多种压缩算法。
- 缺点 :
- 小文件问题:流式写入时,如果 Checkpoint 间隔太短,容易产生大量小文件(SeaTunnel 有文件合并功能但会增加复杂度)。
4.5 NoSQL & 其他
支持列表: Elasticsearch, Redis, MongoDB, Cassandra, HBase, InfluxDB, ClickHouse, Doris, StarRocks 等。
- 特点:针对各数据库特性进行了优化,例如 ClickHouse/StarRocks 支持 Stream Load 高速导入,Elasticsearch 支持批量写入。
5. Transform 实战演练 (附带详细注释)
Transform 插件用于在 Source 和 Sink 之间处理数据。以下是几个常用 Transform 的配置示例。
5.1 Sql Transform (最推荐)
使用 SQL 语法对数据进行处理,支持重命名、计算、常量添加、过滤等。
hocon
transform {
Sql {
# 输入表名,必须与 Source 的 result_table_name 一致
plugin_input = "fake"
# 输出表名,供后续 Transform 或 Sink 使用
plugin_output = "fake_sql"
# SQL 查询语句
# 1. name as full_name: 字段重命名
# 2. age + 1: 数值计算
# 3. 'US' as country: 增加常量列
# 4. where age > 10: 数据过滤
query = "select name as full_name, age + 1 as next_year_age, 'US' as country from fake where age > 10"
}
}
5.2 Filter Transform
用于删除或保留指定字段(注意:不是过滤行,是过滤列/字段)。
hocon
transform {
Filter {
plugin_input = "fake"
plugin_output = "fake_filter"
# 仅保留 name 和 age 字段,其他字段会被丢弃
include_fields = ["name", "age"]
# 或者使用 exclude_fields 删除指定字段
# exclude_fields = ["card"]
}
}
5.3 Replace Transform
用于字符串替换,支持正则表达式。
hocon
transform {
Replace {
plugin_input = "fake"
plugin_output = "fake_replace"
# 需要替换的字段名
replace_field = "name"
# 匹配模式(旧字符串)
pattern = " "
# 替换后的字符串(新字符串)
replacement = "_"
# 是否使用正则表达式,这里设为 true,表示 pattern 是一个正则
is_regex = true
# 是否只替换第一个匹配项
replace_first = true
}
}
5.4 Split Transform
将一个字符串字段拆分为多个字段。
hocon
transform {
Split {
plugin_input = "fake"
plugin_output = "fake_split"
# 分隔符,这里使用空格
separator = " "
# 需要拆分的源字段
split_field = "name"
# 拆分后生成的新字段名列表
output_fields = ["first_name", "last_name"]
}
}
6. 快速安装
对于新手,推荐直接下载编译好的二进制发行包进行体验。
步骤 1: 下载
前往 SeaTunnel 下载页面 下载最新版本的二进制包(例如 apache-seatunnel-2.3.x-bin.tar.gz)。
步骤 2: 解压
bash
tar -xzvf apache-seatunnel-2.3.x-bin.tar.gz
cd apache-seatunnel-2.3.x
步骤 3: 安装 Connector 插件
SeaTunnel 的 Connector 是插件化的。首次使用需要下载插件:
bash
sh bin/install-plugin.sh
注意:该命令会根据 config/plugin_config 文件中的配置,从 Maven 中央仓库下载常用插件(如 connector-fake, connector-console 等)。如果下载速度慢,请耐心等待或配置 Maven 镜像。
💡 技巧:配置 Maven 国内镜像加速下载
如果遇到下载速度极慢或超时失败的情况,建议配置 Maven 阿里云镜像。
- 找到或创建 Maven 配置文件:
~/.m2/settings.xml(Windows 下为C:\Users\你的用户名\.m2\settings.xml)。 - 添加如下镜像配置:
xml
<settings>
<mirrors>
<mirror>
<id>aliyunmaven</id>
<mirrorOf>*</mirrorOf>
<name>阿里云公共仓库</name>
<url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
</mirror>
</mirrors>
</settings>
保存后再次运行 sh bin/install-plugin.sh 即可享受高速下载。
7. 实战:第一个 SeaTunnel 任务
我们将创建一个简单的任务:生成一些随机数据(FakeSource),并将其打印到控制台(Console Sink)。
步骤 1: 创建配置文件
在 config 目录下创建一个名为 hello_world.conf 的文件,内容如下:
hocon
env {
# 并行度设置:决定了有多少个线程同时执行任务。
# 设置为 1 表示单线程执行,适合测试;生产环境可根据资源调大。
parallelism = 1
# 作业模式:
# BATCH (批处理):一次性处理完数据后结束(如离线同步)。
# STREAMING (流处理):持续运行,实时处理数据(如实时同步)。
job.mode = "BATCH"
}
source {
# FakeSource 是一个虚拟数据源,用于生成测试数据
FakeSource {
# result_table_name: 将此数据源产生的数据注册为一个临时表,表名为 "fake"
# 后续的 Transform 或 Sink 可以通过这个名字引用这份数据
result_table_name = "fake"
# row.num: 指定生成数据的总行数,这里生成 16 行数据
row.num = 16
# schema: 定义数据的结构(字段名和类型)
schema = {
fields {
name = "string" # 定义一个名为 name 的字符串字段
age = "int" # 定义一个名为 age 的整型字段
}
}
}
}
transform {
# Sql Transform: 使用 SQL 语句对数据进行处理
Sql {
# plugin_input: 指定输入数据来源,这里引用了 Source 中定义的 "fake" 表
plugin_input = "fake"
# plugin_output: 指定处理后的结果表名,命名为 "fake_transformed"
# 下游的 Sink 将使用这个名字来获取处理后的数据
plugin_output = "fake_transformed"
# query: 执行的 SQL 查询语句
# 这里演示了选择 name 和 age 字段,并新增一个常量字段 new_field
query = "select name, age, 'new_field_val' as new_field from fake"
}
}
sink {
# Console Sink: 将数据输出打印到控制台(标准输出)
Console {
# plugin_input: 指定要输出的数据来源,这里引用了 Transform 输出的 "fake_transformed" 表
plugin_input = "fake_transformed"
}
}
步骤 2: 运行任务
使用 SeaTunnel 自带的 Zeta 引擎运行该任务。
执行命令:
bash
./bin/seatunnel.sh --config ./config/hello_world.conf -e local
命令详解:
./bin/seatunnel.sh: 启动脚本,默认使用 Zeta 引擎。--config(或-c): 指定配置文件的路径。这里我们指定了刚才创建的hello_world.conf。-e local(或-m local): 指定执行模式。local: 本地模式。SeaTunnel 会在当前进程中启动一个轻量级的 Zeta 引擎集群来运行任务,任务结束后集群关闭。适合开发和测试。cluster: 集群模式。任务会提交到已经运行的 SeaTunnel 集群中执行。适合生产环境。
步骤 3: 查看结果与日志分析
任务启动后,终端会输出大量日志。我们需要关注以下关键信息:
-
任务提交成功 :
看到
Job execution started表示配置文件解析通过,任务已提交给引擎。 -
数据处理过程 :
由于我们使用的是
ConsoleSink,数据会直接打印在日志中。你应能看到类似如下的输出:text... INFO ...ConsoleSinkWriter - subtaskIndex=0 rowIndex=1: SeaTunnelRow#tableId=-1 SeaTunnelRow#kind=INSERT: CpiOd, 12345, new_field_val INFO ...ConsoleSinkWriter - subtaskIndex=0 rowIndex=2: SeaTunnelRow#tableId=-1 SeaTunnelRow#kind=INSERT: eQqTs, 67890, new_field_val ...subtaskIndex: 并行任务的编号。rowIndex: 当前处理的行号。SeaTunnelRow: 打印出的具体数据内容。
-
任务结束 :
最后看到
Job Execution Status: FINISHED表示任务执行成功结束。
8. 常见问题排查 (Troubleshooting)
如果在运行过程中遇到报错,请参考以下常见问题进行排查:
🔴 问题 1: command not found: java 或 JAVA_HOME is not set
- 现象:运行脚本时直接报错,提示找不到 Java。
- 原因:环境未安装 Java 或未配置环境变量。
- 解决 :
- 运行
java -version确认 Java 8 或 11 已安装。 - 设置环境变量:
export JAVA_HOME=/path/to/your/java(建议写入~/.bashrc或~/.zshrc)。
- 运行
🔴 问题 2: Exception in thread "main" ... ClassNotFoundException
- 现象 :报错提示找不到某个类,例如
ClassNotFoundException: org.apache.seatunnel.connectors.seatunnel.fake.source.FakeSourceFactory。 - 原因 :Connector 插件未安装。默认包中只有引擎核心,没有包含具体的数据源插件。
- 解决 :
- 确保你执行过
sh bin/install-plugin.sh。 - 检查
connectors/seatunnel目录下是否有对应的 jar 包(例如connector-fake-*.jar)。
- 确保你执行过
🔴 问题 3: Config file not valid 或 HOCONSyntaxError
- 现象:提示配置文件格式错误。
- 原因 :
hello_world.conf中的括号{}不匹配,或者关键字拼写错误。 - 解决 :仔细检查配置文件语法。SeaTunnel 使用 HOCON 格式,确保每一层级的
{和}都是成对出现的。
🔴 问题 4: 任务卡住不动
- 现象:日志停止更新,但任务没有结束。
- 原因:可能是资源不足(CPU/内存),或者在流模式(STREAMING)下这是正常现象(流任务是无休止运行的)。
- 解决 :
- 如果是 BATCH 模式卡住,检查
plugin_config里的内存设置。 - 检查是否在
env中错误地设置了job.mode = "STREAMING"。
- 如果是 BATCH 模式卡住,检查
9. 进阶学习资源
- 官方文档 : https://seatunnel.apache.org/docs/
- Connector 列表 : 查看
docs/en/connector-v2目录,了解所有支持的数据源。 - 示例代码 : 在
config目录下通常会有一些模板文件(如v2.batch.config.template),可以作为参考。
Apache SeaTunnel 批流一体、生态丰富、部署轻便,入门有指南,实战有案例。即刻上手探索,加入开源社区,让数据流转更简单,为数据工程高效赋能!祝你学习愉快!