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用java实现一下Logstash的几个常用input/filter/output, 希望能有效率上面的大提升. 现在我们迁移到golang了 https://github.com/childe/gohangout

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childe/hangout

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模仿logstash做的一个应用. 现在我们迁移到了 https://github.com/childe/gohangout , 这个项目基本上停止更新了.

最近在将部分内容进行代码上的优化。

This product includes GeoLite2 data created by MaxMind, available from http://www.maxmind.com

我们一直用logstash从Kafka消费数据进ES, 随着数据量的越来越大, 需要的logstash实例和机器也越来越多.

于是就拿java实现了一下目前我们用到的Logstash的插件. 做为java初学者, 肯定有很多地方写的不好.

  • input
    • stdin
    • kafka
    • newKafka
  • output
    • elastickseach
    • kafka
    • stdout
  • filter
    • Grok
    • Date
    • Json
    • Gsub
    • Drop
    • Trim
    • Translate
    • Rename
    • Lowercase
    • Uppercase
    • Remove
    • Add
    • KV
    • URLDecode
    • GeoIP2
    • Filters

用一个典型配置做测试, 包括Grok Date AddField If条件判断等, 吞吐量是Logstash的5倍左右 .
不压测吞吐量, 正常消费的情况下, CPU使用率大概是Logstash的50%到25%.

运行

bin/hangout -f app.yml

日志库使用的log4j2. 默认的配置文件就是Hangout目录下的log4j2.xml
默认日志记录是info级别, 环境变量HO_LOG_LEVEL可以更改日志级别. export HO_LOG_LEVEL=error更改到error

配置

配置在一定程度上也是模仿logstash, 但用的是通用的yaml格式. 因为能力有限, 不能实现logstash的那套语法, if是用了另外的格式. 可以参考一个配置的示例

嵌套字段举例:

  1. 将x.y的值赋值给name.first
  2. 将metadata.time 做Date Filter处理.
- Add:
  fields:
    '[name][first]': '[x][y]'

- Date:
    src: '[metadata][time]'
    formats:
        - 'ISO8601'

Input

input plugin中可以配置type, 会添加到每一条消息中, 完整例子参考 https://github.com/childe/hangout/blob/master/conf/simpletest.yml#L5

type: nginx

Stdin

- Stdin:
    codec: plain
    hostname: true # if add hostname to event; default false

Kafka

从Kafka读数据. 下面示例是说, 开2个线程取app这个topic的数据, 编码格式为plain纯文本. consumer_settings中的参数, 参考[kafka]官方文档](http://kafka.apache.org/documentation.html#consumerconfigs), 所有参数都可以在这里配置. 比较重要的是group.id, zookeeper.connect这两个, 一定要有. zookeeper.connect的格式为 hostname1:port1,hostname2:port2,hostname3:port3.

- Kafka:
    topic:
      app: 2
    consumer_settings:
      group.id: hangout
      zookeeper.connect: 192.168.1.200:2181
      auto.commit.interval.ms: "1000"
      socket.receive.buffer.bytes: "1048576"
      fetch.message.max.bytes: "1048576"
    codec: plain

支持白名单匹配，使用topic_pattern指定正则表达式来匹配topic名称，如果指定此参数，topic参数会被忽略。

- topic_pattern: #pattern has high priority,if specified, topic will be ignored
    test.*: 3

目前引用的 kafka 客户端版本是0.9.0.1,如果和服务端的kafka版本不一致可能会导致消费不正常. 可以尝试手动下载相应版本的kafka_${version}-${version}.jar以及kafka-clients-${version}.jar替换jar包。

newKafka

新的kafka api.http://kafka.apache.org/documentation.html#newconsumerapi

- NewKafka:
    topic:
        nginx: 1
    codec: json
    consumer_settings:
        bootstrap.servers: 192.168.0.1:9092
        value.deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
        key.deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
        group.id: hangout

所有可以配置的参数http://kafka.apache.org/documentation.html#newconsumerconfigs

Filter

Grok

Grok是为了把一个字符串切割成多个field, 用的是Joni库, 不完全支持logstash里面的patterns语法,%{INT:bytes:int}这种语法不支持, 只支持%{INT:bytes},字段类型需要在ES中定义.

具体文档可以参考logstash的文档https://www.elastic.co/guide/en/logstash/current/plugins-filters-grok.html

正则的语法可以参考 https://www.elastic.co/guide/en/logstash/current/plugins-filters-grok.html

会依次匹配match中的正则, 直到有一个成功的.

注意, 如果正则中的groupname和已有的字段一样, 原来的字段被覆盖

src: message #default message
match:
	- '(?<logtime>\S+) (?<user>\S+) (-|(?<level>\w+))'
	- '(?<logtime>\S+\s+\S+) (?<user>\S+) (-|(?<level>\w+))'
remove_fields: ['message']
tag_on_failure: grokfail #default grokfail

可以添加自己的Grok Pattern:

pattern_paths:
    - '/opt/hangout/grokpatternpaths'
match:
    - '(%{NGINXACCESSLOG})'

Date

Date是用的jona-time做解析和格式化.

会依次匹配formats里面的格式, 直到成功.

src: logtime # default logtime
formats:
	- 'ISO8601'
	- 'UNIX'
	- 'UNIX_MS'
	- 'YYYY-MM-dd HH:mm:ss.SSS'
remove_fields: ['logtime']
tag_on_failure: datefail # default datefail

Json

解析json字符串, 如果json里面的字段和原有的字段重复, 原有字段会被覆盖!

- Json:
    field: message # required

GeoIP2

geoip2用的是maxmind公司的开源数据和算法. This product includes GeoLite2 data created by MaxMind, available from http://www.maxmind.com

geoip2里面可以获取的数据也比较多, 目前我只是用到了country_code country_name city_name latitude longitude location 6个字段.

据ELKstack-guide, 速度比GeoIP有速倍的提升.

maxmind也提供了数据的下载 http://dev.maxmind.com/geoip/geoip2/geolite2/

- GeoIP2:
    source: message # required
    target: geoip # default geoip
    database: '/tmp/GeoLite2-City.mmdb'
    country_code: false # default true
    country_name: false # default true
    country_isocode: false # default true
    subdivision_name: false # default true
    city_name: false # default true
    latitude: false # default true
    longitude: false # default true
    location: false # default true

Drop

没有额外参数, 配合if使用.

if:
	- '<#if user?matches("huhan3")>true</#if>'

IF

应用于filter. 是一个列表, 需要满足列表中的每一个条件, 使用freemarker 模板引擎.

下面这个例子是添加一个target字段, target的值为url字段的第5个部分(下标从0开始).
只有在满足以下2个条件的时候才会触发添加字段这个行为.

  1. 日志含有url字段
  2. url中包含 "http://images4.c-ctrip.com/target/" 或者 ".c-ctrip.com/images/" 字符串.
- Add:
   fields:
     target: '<#assign a=url?split("/")>${a[4]}'
   if:
     - '<#if url??>true</#if>'
     - '<#if url?contains("http://images4.c-ctrip.com/target/")>true<#elseif url?contains(".c-ctrip.com/images/")>true</#if>'

Translate

每隔一段时间, 会重新加载字典. 字典是yaml格式. 用的snakeyaml加载yaml文件的, 如果key是整数类型,会首先尝试转换成Integer, 超出Integer范围才会尝试Long.
但是Json格式的日志会被直接转成Long类型的, 导致不能匹配.

所以yaml里面需要这么写:

!!java.lang.Long 123: 信用卡
!!java.lang.Long 345: 借记卡

Tranlate 配置：

source: user
target: nick
dictionary_path: /user-nick.yml
refresh_interval: 300 # default 300 seconds

KV

将 a=1&b=2, 或者name=app id=123 type=nginx 这样的字符串拆分成{a:1,b:2} {name:app, id:123, type:nginx} 等多个字段, 放到日志里面去.

配置如下.
如果targete有定义, 会把拆分出来字段放在这个字段中, 如果没有定义,放到在顶层.
trim 是把拆分出来的字段内容做前后修整. 将不需要的字符去掉. 下面的示例就是说把双引号和tag都去掉.
trimkey和trim类似, 处理的是字段名称.

- KV:
    source: msg # default message
    target: kv   # default null
    field_split: ' '  # default " "
    value_split: '='  # default "="
    trim: '\t\"'  #default null
    trimkey: '\"'  # default null
    tag_on_failure: "KVfail" # default "KVfail"
    remove_fields: ['msg']

Filters

可以在一个If条件下,顺序的执行多个filters, 而不用每次都执行If判断.

其它filter

配置都比较简单, 可以参考配置文件示例

freemarker

If 条件和addfileds等插件使用freemarker模板引擎, 速度快, 功能强大.

在线测试工具

Output

Elasticsearch

使用bulk api 批量将数据写入ES.

插入失败的时候, 只对 TOO_MANY_REQUESTS, SERVICE_UNAVAILABLE 这两种错误重试.

参数含义参考java client bulk api

concurrent_requests设置成大于0的数, 意思着多线程处理, 以我应用的经验,还有是一定OOM风险的. 因为在执行bulk的时候, bulkProcessor还在继续接收新的文档, 如果bulk失败了, 会把失败的actionrequest继续放到bulkProcessor里面. 一段时间内, 由于各种原因一直失败的话, 内存就会越用越多.

sniff设置为true的话, 会把hosts当做一个入口, 然后去寻找真正的data nodes写数据. 如果设置成false,数据就直接写在配置的hosts列表机器上,可以缓解data node上面的流量压力和小部分CPU压力.

cluster: prod # cluster name, required
hosts: # required
  - 192.168.1.100
  - 192.168.1.200:9301
index: 'hangout-%{+YYYY.MM.dd}'
index_type: logs # default logs
bulk_actions: 20000 # default 20000
bulk_size: 15	#default 15
flush_interval: 10	#default 10
concurrent_requests: 0	#default 0
sniff: false #default true

注意: index的配置部分兼容logstash配置, 但是如果需要使用@timestamp之外的字段做渲染, 需要如下配置:

index: '${topicindex}-${@timestamp.toString("YYYY")}'

一些高级写法:

index_type: ${EsIndexType!"logs"}  # 使用EsIndexType字段, 如果没有, 刚使用logs. 这个是freemarker的渲染模板
document_id: '[id]'

ElasticsearchHTTP

使用rest api 批量将数据写入ES. 目前在es2.4.0 和es 5.2.0 上进行过初步测试

   - ElasticsearchHTTP:
        cluster: elasticsearch
        hosts:
          - 192.168.145.128
        index: 'myindex'
        # set user & password for basic auth
          # user: admin
        # password: 123456
        index_type: "mytype" # default logs
        bulk_actions: 5 #default 20000
        sniff: false #default true

Kafka

#bootstrap_servers format is host1:port1,host2:port2, and the list can be a subset of brokers or a VIP pointing to a subset of brokers.
bootstrap_servers: 192.168.1.100:9092 # required
topic: test # required

可以设置输出格式, 参考上面的嵌套字段写法:

#bootstrap_servers format is host1:port1,host2:port2, and the list can be a subset of brokers or a VIP pointing to a subset of brokers.
bootstrap_servers: 192.168.1.100:9092 # required
topic: test # required
format: '[message]'

Stdout

主要测试用吧. 因为配置是yml格式, 所以没有其它条件的话, 需要写成

- Stdout: {}

也可以参考上面的嵌套字段写法:

- Stdout:
    format: '[message]'

Metrics

为了实现对各个agent的统一性能和运行情况监控，在input/filter/output之外又提供了种叫Metrics的plugin, 用来监控应用的指标, 目前(0.4.0)提供了两种插件, 一种写一些性能数据到Graphit, 一种是restful接口提供性能监控、探活.

metrics:
    - Graphit:
        port: 2004  # graphit port
        host: 10.0.0.100  # graphit host
        prefix: hangout
        metrics:
            com.codahale.metrics.JvmAttributeGaugeSet: [] # empty list will register all metrics in it
            com.codahale.metrics.jvm.MemoryUsageGaugeSet: []
            com.codahale.metrics.jvm.ThreadStatesGaugeSet: []
            com.codahale.metrics.jvm.GarbageCollectorMetricSet: []

    - Watcher:
        host: 0.0.0.0
        port: 8080

metric count, 可以记录流经每个plugin的数据多少, 开发新的plugin可以参考stdin-input和stdout-output里面的计数方法.

在使用的时候需要注意, yml配置文件中需要指明meter_name才可以记录.

- Stdin:
  meter_name: stdin1

开发:

当然可以在hangout的结构上继续开发, 可以参考项目结构中baseplugin和input,output,filters等插件.
也可以开一个独立的项目. 我写了几个简单的例子做为教程, 供大家参考.

  1. 一个最简单的filter https://github.com/childe/hangout-filter-reverse
  2. 操作json结构中的深层数据. https://github.com/childe/hangout-filter-reverse/tree/multilevel
  3. 对消息做聚合, 额外输出聚合后的新消息. 聚合访问日志,统计一定时间段内每个Url的响应时间(平均值,最小最大值,条数等信息), 然后输出给下游. https://github.com/childe/hangout-filter-statmetric
  4. output. 示例3中的聚合数据如果需要告警, 比如Url的响应时间过高, 可以通过邮件发送出去. https://github.com/childe/hangout-output-mail
  5. input. TODO  

目前第三方插件：

  1. 使用Hangout将数据清洗写入ClickHouse https://github.com/RickyHuo/hangout-output-clickhouse
  2. 流式聚合https://github.com/childe/hangout-filter-linkmetric

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The MIT License (MIT)

Copyright (c) 2015 Childe, https://github.com/childe

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The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software.

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