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ZOZOAdvent Calendar 2021

Day 19
@shiozaki(健弘 塩崎)in株式会社ZOZO

Datastreamを使ってCloud SQLのCDCデータをGCSに格納する

Last updated at Posted at 2021-12-19

GCPの新サービスとしてDatastreamが今月にGAになりました。
データベースのCDC(Change Data Capture)データをサーバレスでGCPに転送することができるサービスです。
現時点ではデータソースとしてはMySQLとOracleのみ、データディスティネーションとしてはGCSのみがサポートされています。
でが、将来的にはより多くのソース・ディスティネーションをサポートする予定もあるように見えます。

この記事ではCloud SQL上に構築したMySQLからDatastreamを使ってCDCデータを取得してGCSに保存する手順を紹介します。

Cloud SQLインスタンスの作成

最初にCloud SQLインスタンスを作成します。
データベースはMySQLのバージョン5.7を指定しています。
Datastreamが対応しているMySQLのバージョンは5.6, 5.7, 8.0なので、他のバージョンでもOKです。

なお、リージョン・CPU・メモリーは単なる検証目的なので、適当に設定しています。

gcloud sql instances create test-datastream-20211219 \
  --root-password=<ルートパスワード> \
  --database-version=MYSQL_5_7 \
  --region=us-central1 \
  --cpu=1 \
  --memory=3840MiB

検証用のテーブルの作成

作成したインスタンスにログインし、検証用のテーブルを作成します。

gcloud sql connect test-datastream-20211219 --user=root

create database test_datastream;

use test_datastream;

create table users (
  id INT AUTO_INCREMENT,
  name TEXT,
  email TEXT,
  PRIMARY KEY (id)
);

Datastream用のユーザーの作成

DatastreamがMySQLにアクセスするためのユーザーを作成します。

CREATE USER 'datastream'@'%' IDENTIFIED BY '<パスワード>';
GRANT REPLICATION SLAVE, SELECT, RELOAD, REPLICATION CLIENT, LOCK TABLES, EXECUTE ON *.* TO 'datastream'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

binlogの有効化

Datastreamはbinlogを使ってCDCデータを読み出すので、有効化をします。
Cloud SQLでbinlogを有効化するためにはPoint-in-time recoveryの有効化をすれば良いです。

# Automated backupsが有効でないとPoint-in-time recoveryを有効化できないので、先に有効にしておく
gcloud sql instances patch test-datastream-20211219 --backup-start-time=00:00

# Point-in-time recoveryの有効化
gcloud sql instances patch test-datastream-20211219 \
                           --enable-bin-log \
                           --retained-transaction-log-days=7

# binaryLogEnabledがtrueになっていることを確認
gcloud sql instances describe test-datastream-20211219

Authorized Networkの追加

DatastreamのGlobal IPアドレスをCloud SQLのAuthorized Networkに追加して、Datastreamから接続できるようにします。

gcloud sql instances patch test-datastream-20211219 \
 --authorized-networks=34.72.28.29/32,34.67.234.134/32,34.67.6.157/32,34.72.239.218/32,34.71.242.81/32

SSL/TLS証明書の取得

Cloud SQLとDatastreamとの間の通信はパブリックネットワークを通して行われるので、SSL証明書を取得します。

# クライアント証明書の作成
gcloud sql ssl client-certs create datastream client-key.pem --instance=test-datastream-20211219

# クライアント証明書の公開鍵の取得
gcloud sql ssl client-certs describe datastream --instance=test-datastream-20211219 --format="value(cert)" > client-cert.pem

# サーバー証明書の取得
gcloud sql instances describe test-datastream-20211219 --format="value(serverCaCert.cert)" > server-ca.pem

Cloud SQL用のConnection Profileの作成

ここからDatastreamの設定に入っていきます。
DatastreamのコンソールのConnection profilesタブからConnection profileの作成を行います。

スクリーンショット 2021-12-19 12.33.14.png

最初にCloud SQLへの接続情報を入力します。
この時に指定するユーザー名とパスワードは上の手順でCloud SQLに作成したdatastreamユーザーのものにします。

スクリーンショット_2021-12-19_12_29_50.png

次にSSL/TLS証明書の設定を行います。
Encryption typeはServer-clientを設定し、それぞれ以下のファイルをアップロードして、証明書をDatastreamに設定します。

スクリーンショット 2021-12-19 12.31.37.png

最後にConnectivity methodにIP allowlistingを設定します。
この時に表示されているIPアドレスが、Cloud SQLのAuthorized networksに設定したIPアドレスと一致していることを確認します。

スクリーンショット 2021-12-19 12.31.54.png

ここまででCloud SQLへの接続に必要な設定は全て完了したので、接続テストを行い正常にPassすることを確認します。

スクリーンショット 2021-12-19 12.32.29.png

GCS用のConnection Profileの作成

GCS用のConnection Profileの作成は簡単です。

CDCデータが転送されるバケットを作成します。

gsutil mb gs://test-datastream-20211219

そしてそのバケットを指定したConnection Profileを作成します。

スクリーンショット 2021-12-19 13.06.23.png

Streamの作成

ここまでの手順でソースとデスティネーション両方のConnection Profileを作成しました。
Streamを作成することで、それらを2つをつなげてCloud SQLのCDCデータをGCSにデータ連携してみます。

Streamの作成のためにDatastreamのStreamsタブを開き、Streamの新規作成画面を開きます。

スクリーンショット 2021-12-19 13.09.41.png

Streamの名前やIDなどを入力し、SourceとDestinationをそれぞれMySQLとCloud Storageにします。

スクリーンショット 2021-12-19 13.11.01.png

MySQLのConnection Profileとして、先ほど作成したものを選択します。

スクリーンショット_2021-12-19_13_11_24.png

転送対象のテーブルを選択します。
今回はusersテーブルと、それ以降にtest_datastreamデータベースで作成される全てのテーブル(Future tables)を設定します。

スクリーンショット 2021-12-19 13.12.28.png

デスティネーション側のConnection Profileには先ほど作成したGCSのものを設定します。

スクリーンショット 2021-12-19 13.15.04.png

CDCデータを配置するパスや、ファイルフォーマットを設定します。
今回はテストなので、配置するパスはトップレベル、フォーマットはJSONにしました。

スクリーンショット 2021-12-19 13.15.58.png

最後に全ての設定の確認画面が表示されます。
Validateを行うと、end-to-endで正常に動作するかどうかをチェックできます。

スクリーンショット_2021-12-19_13_16_26.png

テーブルを更新してみる

Datastreamの設定は全て完了したので、実際にusersテーブルを更新してみます。

まずは、INSERTを3行やってみます。

INSERT INTO users (name, email) VALUES('taro', 'taro@example.com');
INSERT INTO users (name, email) VALUES('jiro', 'jiro@example.com');
INSERT INTO users (name, email) VALUES('saburo', 'saburo@example.com');

その後、GCSバケットを確認したところ、CDCデータが出力されていることが分かります。

$ gsutil ls "gs://test-datastream-20211219/**/*.jsonl.gz"
gs://test-datastream-20211219/test_datastream_users/2021/12/19/04/28/a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067_mysql-cdc-binlog_-320765636_0_0.jsonl.gz
gs://test-datastream-20211219/test_datastream_users/2021/12/19/04/29/a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067_mysql-cdc-binlog_-320765636_3_0.jsonl.gz

ファイルをダウンロードし、表示してみます。

gsutil cp "gs://test-datastream-20211219/**/*.jsonl.gz" .

# JSONLをJSONに変換して表示
gzcat *.jsonl.gz | jq --slurp '.' -

INSERTした行の情報が正常に保存されていることが分かります。

[
  {
    "uuid": "52cbe1e1-d089-430a-9137-413800000000",
    "read_timestamp": "2021-12-19T04:28:55.306",
    "source_timestamp": "2021-12-19T04:28:54.000",
    "object": "test_datastream_users",
    "read_method": "mysql-cdc-binlog",
    "stream_name": "projects/XXXXXXXXXXXX/locations/us-central1/streams/test-datastream",
    "schema_key": "a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067",
    "sort_keys": [
      1639888134000,
      "mysql-bin.000001",
      374634
    ],
    "source_metadata": {
      "table": "users",
      "database": "test_datastream",
      "primary_keys": [
        "id"
      ],
      "log_file": "mysql-bin.000001",
      "log_position": 374634,
      "change_type": "INSERT",
      "is_deleted": false
    },
    "payload": {
      "id": 1,
      "name": "taro",
      "email": "taro@example.com"
    }
  },
  {
    "uuid": "15754f0b-8e01-42e0-a81e-319e00000000",
    "read_timestamp": "2021-12-19T04:30:04.455",
    "source_timestamp": "2021-12-19T04:29:18.000",
    "object": "test_datastream_users",
    "read_method": "mysql-cdc-binlog",
    "stream_name": "projects/XXXXXXXXXXXX/locations/us-central1/streams/test-datastream",
    "schema_key": "a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067",
    "sort_keys": [
      1639888158000,
      "mysql-bin.000001",
      376365
    ],
    "source_metadata": {
      "table": "users",
      "database": "test_datastream",
      "primary_keys": [
        "id"
      ],
      "log_file": "mysql-bin.000001",
      "log_position": 376365,
      "change_type": "INSERT",
      "is_deleted": false
    },
    "payload": {
      "id": 2,
      "name": "jiro",
      "email": "jiro@example.com"
    }
  },
  {
    "uuid": "15754f0b-8e01-42e0-a81e-319e00000001",
    "read_timestamp": "2021-12-19T04:30:04.455",
    "source_timestamp": "2021-12-19T04:29:26.000",
    "object": "test_datastream_users",
    "read_method": "mysql-cdc-binlog",
    "stream_name": "projects/XXXXXXXXXXXX/locations/us-central1/streams/test-datastream",
    "schema_key": "a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067",
    "sort_keys": [
      1639888166000,
      "mysql-bin.000001",
      377245
    ],
    "source_metadata": {
      "table": "users",
      "database": "test_datastream",
      "primary_keys": [
        "id"
      ],
      "log_file": "mysql-bin.000001",
      "log_position": 377245,
      "change_type": "INSERT",
      "is_deleted": false
    },
    "payload": {
      "id": 3,
      "name": "saburo",
      "email": "saburo@example.com"
    }
  }
]

UPDATEをした場合はこのようになります。
change_typeにSQL文の種類が入るようです。

UPDATE users SET name = 'TARO' WHERE id = 1;

[
  {
    "uuid": "5f317b3a-94b0-438f-a944-fc5f00000000",
    "read_timestamp": "2021-12-19T04:56:52.301",
    "source_timestamp": "2021-12-19T04:55:44.000",
    "object": "test_datastream_users",
    "read_method": "mysql-cdc-binlog",
    "stream_name": "projects/XXXXXXXXXXXX/locations/us-central1/streams/test-datastream",
    "schema_key": "a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067",
    "sort_keys": [
      1639889744000,
      "mysql-bin.000001",
      467356
    ],
    "source_metadata": {
      "table": "users",
      "database": "test_datastream",
      "primary_keys": [
        "id"
      ],
      "log_file": "mysql-bin.000001",
      "log_position": 467356,
      "change_type": "UPDATE-INSERT",
      "is_deleted": false
    },
    "payload": {
      "id": 1,
      "name": "TARO",
      "email": "taro@example.com"
    }
  }
]

DELETEの場合はこのようになります。

DELETE FROM users WHERE id = 2;

[
  {
    "uuid": "7e518792-e133-42c6-bf4b-080d00000000",
    "read_timestamp": "2021-12-19T05:01:05.389",
    "source_timestamp": "2021-12-19T05:01:03.000",
    "object": "test_datastream_users",
    "read_method": "mysql-cdc-binlog",
    "stream_name": "projects/XXXXXXXXXXXX/locations/us-central1/streams/test-datastream",
    "schema_key": "a43436ac21318abf7476d9c246ec199e08556067",
    "sort_keys": [
      1639890063000,
      "mysql-bin.000001",
      485617
    ],
    "source_metadata": {
      "table": "users",
      "database": "test_datastream",
      "primary_keys": [
        "id"
      ],
      "log_file": "mysql-bin.000001",
      "log_position": 485617,
      "change_type": "DELETE",
      "is_deleted": true
    },
    "payload": {
      "id": 2,
      "name": "jiro",
      "email": "jiro@example.com"
    }
  }
]

参考:

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