44 数据处理:应用程序和数据如何打交道? 你好,我是陈天。

我们开发者无论是从事服务端的开发,还是客户端的开发,和数据打交道是必不可少的。

对于客户端来说,从服务端读取到的数据,往往需要做缓存(内存缓存或者 SQLite 缓存),甚至需要本地存储(文件或者 SQLite)。

对于服务器来说,跟数据打交道的场景就更加丰富了。除了数据库和缓存外,还有大量文本数据的索引(比如搜索引擎)、实时的消息队列对数据做流式处理,或者非实时的批处理对数据仓库(data warehouse)中的海量数据进行 ETL(Extract、Transform and Load)。

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今天我们就来讲讲如何用 Rust 做数据处理,主要讲两部分,如何用 Rust 访问关系数据库,以及如何用 Rust 对半结构化数据进行分析和处理。希望通过学习这一讲的内容,尤其是后半部分的内容,能帮你打开眼界,对数据处理有更加深刻的认识。

访问关系数据库

作为互联网应用的最主要的数据存储和访问工具,关系数据库,是几乎每门编程语言都有良好支持的数据库类型。

在 Rust 下,有几乎所有主流关系数据库的驱动,比如 rust-postgres、rust-mysql-simple 等,不过一般我们不太会直接使用数据库的驱动来访问数据库,因为那样会让应用过于耦合于某个数据库,所以我们会使用 ORM。

Rust 下有 diesel 这个非常成熟的 ORM,还有 sea-orm 这样的后起之秀。diesel 不支持异步,而 sea-orm 支持异步,所以,有理由相信,随着 sea-orm 的不断成熟,会有越来越多的应用在 sea-orm 上构建。

如果你觉得 ORM 太过笨重,繁文缛节太多,但又不想直接使用某个数据库的驱动来访问数据库,那么你还可以用 sqlx。sqlx 提供了对多种数据库(Postgres、MySQL、SQLite、MSSQL)的异步访问支持,并且不使用 DSL 就可以对 SQL query 做编译时检查,非常轻便;它可以从数据库中直接查询出来一行数据,也可以通过派生宏自动把行数据转换成对应的结构。

今天,我们就尝试使用 sqlx 处理用户注册和登录这两个非常常见的功能。

sqlx

构建下面的表结构来处理用户登录信息: CREATE TABLE IF NOT EXISTS users ( id INTEGER PRIMARY KEY NOT NULL, email VARCHAR UNIQUE NOT NULL, hashed_password VARCHAR NOT NULL );

特别说明一下,在数据库中存储用户信息需要非常谨慎,尤其是涉及敏感的数据,比如密码,需要使用特定的哈希算法存储。OWASP 对密码的存储有如下安全建议

  • 如果 Argon2id 可用,那么使用 Argon2id(需要目标机器至少有 15MB 内存)。
  • 如果 Argon2id 不可用,那么使用 bcrypt(算法至少迭代 10 次)。
  • 之后再考虑 scrypt/PBKDF2。

Argon2id 是 Argon2d 和 Argon2i 的组合,Argon2d 提供了强大的抗 GPU 破解能力,但在特定情况下会容易遭受旁路攻击(side-channel attacks),而 Argon2i 则可以防止旁路攻击,但抗 GPU 破解稍弱。所以只要是编程语言支持 Argo2id,那么它就是首选的密码哈希工具。

Rust 下有完善的 password-hashes 工具,我们可以使用其中的 argon2 crate,用它生成的一个完整的,包含所有参数的密码哈希长这个样子: $argon2id$v=19$m=4096,t=3,p=1$l7IEIWV7puJYJAZHyyut8A$OPxL09ODxp/xDQEnlG1NWdOsTr7RzuleBtiYQsnCyXY

这个字符串里包含了 argon2id 的版本(19)、使用的内存大小(4096k)、迭代次数(3 次)、并行程度(1 个线程),以及 base64 编码的 salt 和 hash。

所以,当新用户注册时,我们使用 argon2 把传入的密码哈希一下,存储到数据库中;当用户使用 email/password 登录时,我们通过 email 找到用户,然后再通过 argon2 验证密码。数据库的访问使用 sqlx,为了简单起见,避免安装额外的数据库,就使用 SQLite来存储数据(如果你本地有 MySQL 或者 PostgreSQL,可以自行替换相应的语句)。

有了这个思路,我们创建一个新的项目,添加相关的依赖: [dev-dependencies] anyhow = “1” argon2 = “0.3” lazy_static = “1” rand_core = { version = “0.6”, features = [“std”] } sqlx = { version = “0.5”, features = [“runtime-tokio-rustls”, “sqlite”] } tokio = { version = “1”, features = [“full” ] }

然后创建 examples/user.rs,添入代码,你可以对照详细的注释来理解:

use anyhow::{anyhow, Result}; use argon2::{ password_hash::{rand_core::OsRng, PasswordHash, PasswordHasher, SaltString}, Argon2, PasswordVerifier, }; use lazy_static::lazy_static; use sqlx::{sqlite::SqlitePoolOptions, SqlitePool}; use std::env; /// Argon2 hash 使用的密码 const ARGON_SECRET: &[u8] = b”deadbeef”; lazy_static! { /// Argon2 static ref ARGON2: Argon2<’static> = Argon2::new_with_secret( ARGON_SECRET, argon2::Algorithm::default(), argon2::Version::default(), argon2::Params::default() ) .unwrap(); } /// user 表对应的数据结构,处理 login/register pub struct UserDb { pool: SqlitePool, } /// 使用 FromRow 派生宏把从数据库中读取出来的数据转换成 User 结构 /#[allow(dead_code)] /#[derive(Debug, sqlx::FromRow)] pub struct User { id: i64, email: String, hashed_password: String, } impl UserDb { pub fn new(pool: SqlitePool) -> Self { Self { pool } } /// 用户注册:在 users 表中存储 argon2 哈希过的密码 pub async fn register(&self, email: &str, password: &str) -> Result { let hashed_password = generate_password_hash(password)?; let id = sqlx::query("INSERT INTO users(email, hashed_password) VALUES (?, ?)") .bind(email) .bind(hashed_password) .execute(&self.pool) .await? .last_insert_rowid(); Ok(id) } /// 用户登录:从 users 表中获取用户信息,并用验证用户密码 pub async fn login(&self, email: &str, password: &str) -> Result { let user: User = sqlx::query_as("SELECT /* from users WHERE email = ?") .bind(email) .fetch_one(&self.pool) .await?; println!("find user: {:?}", user); if let Err(_) = verify_password(password, &user.hashed_password) { return Err(anyhow!("failed to login")); } // 生成 JWT token(此处省略 JWT token 生成的细节) Ok("awesome token".into()) } } /// 重新创建 users 表 async fn recreate_table(pool: &SqlitePool) -> Result<()> { sqlx::query("DROP TABLE IF EXISTS users").execute(pool).await?; sqlx::query( r/#"CREATE TABLE IF NOT EXISTS users( id INTEGER PRIMARY KEY NOT NULL, email VARCHAR UNIQUE NOT NULL, hashed_password VARCHAR NOT NULL)"/#, ) .execute(pool) .await?; Ok(()) } /// 创建安全的密码哈希 fn generate_password_hash(password: &str) -> Result { let salt = SaltString::generate(&mut OsRng); Ok(ARGON2 .hash_password(password.as_bytes(), &salt) .map_err(|_| anyhow!("failed to hash password"))? .to_string()) } /// 使用 argon2 验证用户密码和密码哈希 fn verify_password(password: &str, password_hash: &str) -> Result<()> { let parsed_hash = PasswordHash::new(password_hash).map_err(|_| anyhow!("failed to parse hashed password"))?; ARGON2 .verify_password(password.as_bytes(), &parsed_hash) .map_err(|_| anyhow!("failed to verify password"))?; Ok(()) } /#[tokio::main] async fn main() -> Result<()> { let url = env::var("DATABASE_URL").unwrap_or("sqlite://./data/example.db".into()); // 创建连接池 let pool = SqlitePoolOptions::new() .max_connections(5) .connect(&url) .await?; // 每次运行都重新创建 users 表 recreate_table(&pool).await?; let user_db = UserDb::new(pool.clone()); let email = "[[email protected]](https://learn.lianglianglee.com/cdn-cgi/l/email-protection)"; let password = "hunter42"; // 新用户注册 let id = user_db.register(email, password).await?; println!("registered id: {}", id); // 用户成功登录 let token = user_db.login(email, password).await?; println!("Login succeeded: {}", token); // 登录失败 let result = user_db.login(email, "badpass").await; println!("Login should fail with bad password: {:?}", result); Ok(()) }

在这段代码里,我们把 argon2 的能力稍微包装了一下,提供了

generate_password_hash 和

verify_password 两个方法给注册和登录使用。对于数据库的访问,我们提供了一个连接池 SqlitePool,便于无锁访问。

你可能注意到了这句写法: let user: User = sqlx::query_as(“SELECT /* from users WHERE email = ?”) .bind(email) .fetch_one(&self.pool) .await?;

是不是很惊讶,一般来说,这是 ORM 才有的功能啊。没错,它再次体现了 Rust trait 的强大:我们并不需要 ORM 就可以把数据库中的数据跟某个 Model 结合起来,只需要在查询时,提供想要转换成的数据结构 T: FromRow 即可。

看 query_as 函数和 FromRow trait 的定义(代码): pub fn query_as<’q, DB, O>(sql: &’q str) -> QueryAs<’q, DB, O, <DB as HasArguments<’q»::Arguments> where DB: Database, O: for<’r> FromRow<’r, DB::Row>, { QueryAs { inner: query(sql), output: PhantomData, } } pub trait FromRow<’r, R: Row>: Sized { fn from_row(row: &’r R) -> Result<Self, Error>; }

要让一个数据结构支持 FromRow,很简单,使用 sqlx::FromRow 派生宏即可:

/#[derive(Debug, sqlx::FromRow)] pub struct User { id: i64, email: String, hashed_password: String, }

希望这个例子可以让你体会到 Rust 处理数据库的强大和简约。我们用 Rust 写出了 Node.js/Python 都不曾拥有的直观感受。另外,sqlx 是一个非常漂亮的 crate,有空的话建议你也看看它的源代码,开头介绍的 sea-orm,底层也是使用了 sqlx。

特别说明,以上例子如果运行失败,可以去GitHub上把 example.db 拷贝到本地 data 目录下,然后运行。

用 Rust 对半结构化数据进行分析

在生产环境中,我们会累积大量的半结构化数据,比如各种各样的日志、监控数据和分析数据。

以日志为例,虽然通常会将其灌入日志分析工具,通过可视化界面进行分析和问题追踪,但偶尔我们也需要自己写点小工具进行处理,一般,会用 Python 来处理这样的任务,因为 Python 有 pandas 这样用起来非常舒服的工具。然而,pandas 太吃内存,运算效率也不算高。有没有更好的选择呢?

在第 6 讲我们介绍过 polars,也用 polars 和 sqlparser 写了一个处理 csv 的工具,其实 polars 底层使用了 Apache arrow。如果你经常进行大数据处理,那么你对列式存储(columnar datastore)和 Data Frame 应该比较熟悉,arrow 就是一个在内存中进行存储和运算的列式存储,它是构建下一代数据分析平台的基础软件。

由于 Rust 在业界的地位越来越重要,Apache arrow 也构建了完全用 Rust 实现的版本,并在此基础上构建了高效的 in-memory 查询引擎 datafusion ,以及在某些场景下可以取代 Spark 的分布式查询引擎 ballista

Apache arrow 和 datafusion 目前已经有很多重磅级的应用,其中最令人兴奋的是 InfluxDB IOx,它是下一代的 InfluxDB 的核心引擎

来一起感受一下 datafusion 如何使用: use datafusion::prelude::/*; use datafusion::arrow::util::pretty::print_batches; use datafusion::arrow::record_batch::RecordBatch; /#[tokio::main] async fn main() -> datafusion::error::Result<()> { // register the table let mut ctx = ExecutionContext::new(); ctx.register_csv(“example”, “tests/example.csv”, CsvReadOptions::new()).await?; // create a plan to run a SQL query let df = ctx.sql(“SELECT a, MIN(b) FROM example GROUP BY a LIMIT 100”).await?; // execute and print results df.show().await?; Ok(()) }

在这段代码中,我们通过 CsvReadOptions 推断 CSV 的 schema,然后将其注册为一个逻辑上的 example 表,之后就可以通过 SQL 进行查询了,是不是非常强大?

下面我们就使用 datafusion,来构建一个 Nginx 日志的命令行分析工具。

datafusion

在这门课程的 GitHub repo 里,我放了个从网上找到的样本日志,改名为 nginx_logs.csv(注意后缀需要是 csv),其格式如下: 93.180.71.3 - - “17/May/2015:08:05:32 +0000” GET “/downloads/product_1” “HTTP/1.1” 304 0 “-“ “Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.21)” 93.180.71.3 - - “17/May/2015:08:05:23 +0000” GET “/downloads/product_1” “HTTP/1.1” 304 0 “-“ “Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.21)” 80.91.33.133 - - “17/May/2015:08:05:24 +0000” GET “/downloads/product_1” “HTTP/1.1” 304 0 “-“ “Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.17)”

这个日志共有十个域,除了几个 “-”,无法猜测到是什么内容外,其它的域都很好猜测。

由于 nginx_logs 的格式是在 Nginx 配置中构建的,所以,日志文件,并不像 CSV 文件那样有一行 header,没有 header,就无法让 datafusion 直接帮我们推断出 schema,也就是说我们需要显式地告诉 datafusion 日志文件的 schema 长什么样

不过对于 datafusuion 来说,创建一个 schema 很简单,比如: let schema = Arc::new(Schema::new(vec![ Field::new(“ip”, DataType::Utf8, false), Field::new(“code”, DataType::Int32, false), ]));

为了最大的灵活性,我们可以对应地构建一个简单的 schema 定义文件,里面每个字段按顺序对应 nginx 日志的字段:

— - name: ip type: string - name: unused1 type: string - name: unused2 type: string - name: date type: string - name: method type: string - name: url type: string - name: version type: string - name: code type: integer - name: len type: integer - name: unused3 type: string - name: ua type: string

这样,未来如果遇到不一样的日志文件,我们可以修改 schema 的定义,而无需修改程序本身。

对于这个 schema 定义文件,使用 serdeserde-yaml 来读取,然后再实现 From trait 把 SchemaField 对应到 datafusion 的 Field 结构: /#[derive(Debug, Clone, Serialize, Deserialize, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)] /#[serde(rename_all = “snake_case”)] pub enum SchemaDataType { /// Int64 Integer, /// Utf8 String, /// Date64, Date, } /#[derive(Serialize, Deserialize, Debug, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord)] struct SchemaField { name: String, /#[serde(rename = “type”)] pub(crate) data_type: SchemaDataType, } /#[derive(Serialize, Deserialize, Debug, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord)] struct SchemaFields(Vec); impl From for DataType { fn from(dt: SchemaDataType) -> Self { match dt { SchemaDataType::Integer => Self::Int64, SchemaDataType::Date => Self::Date64, SchemaDataType::String => Self::Utf8, } } } impl From for Field { fn from(f: SchemaField) -> Self { Self::new(&f.name, f.data_type.into(), false) } } impl From for SchemaRef { fn from(fields: SchemaFields) -> Self { let fields: Vec = fields.0.into_iter().map(|f| f.into()).collect(); Arc::new(Schema::new(fields)) } }

有了这个基本的 schema 转换的功能,就可以构建我们的 nginx 日志处理结构及其功能了:

/// nginx 日志处理的数据结构 pub struct NginxLog { ctx: ExecutionContext, } impl NginxLog { /// 根据 schema 定义,数据文件以及分隔符构建 NginxLog 结构 pub async fn try_new(schema_file: &str, data_file: &str, delim: u8) -> Result { let content = tokio::fs::read_to_string(schema_file).await?; let fields: SchemaFields = serde_yaml::from_str(&content)?; let schema = SchemaRef::from(fields); let mut ctx = ExecutionContext::new(); let options = CsvReadOptions::new() .has_header(false) .delimiter(delim) .schema(&schema); ctx.register_csv("nginx", data_file, options).await?; Ok(Self { ctx }) } /// 进行 sql 查询 pub async fn query(&mut self, query: &str) -> Result<Arc> { let df = self.ctx.sql(query).await?; Ok(df) } }

仅仅写了 80 行代码,就完成了 nginx 日志文件的读取、解析和查询功能,其中 50 行代码还是为了处理 schema 配置文件。是不是有点不敢相信自己的眼睛?

datafusion/arrow 也太强大了吧?这个简洁的背后,是 10w 行 arrow 代码和 1w 行 datafusion 代码的功劳。

再来写段代码调用它: /#[tokio::main] async fn main() -> Result<()> { let mut nginx_log = NginxLog::try_new(“fixtures/log_schema.yml”, “fixtures/nginx_logs.csv”, b’ ‘).await?; // 从 stdin 中按行读取内容,当做 sql 查询,进行处理 let stdin = io::stdin(); let mut lines = stdin.lock().lines(); while let Some(Ok(line)) = lines.next() { if !line.starts_with(“–”) { println!(“{}”, line); // 读到一行 sql,查询,获取 dataframe let df = nginx_log.query(&line).await?; // 简单显示 dataframe df.show().await?; } } Ok(()) }

在这段代码里,我们从 stdin 中获取内容,把每一行输入都作为一个 SQL 语句传给 nginx_log.query,然后显示查询结果。

来测试一下: ❯ echo “SELECT ip, count(/) as total, cast(avg(len) as int) as avg_len FROM nginx GROUP BY ip ORDER BY total DESC LIMIT 10” | cargo run –example log –quiet SELECT ip, count(/) as total, cast(avg(len) as int) as avg_len FROM nginx GROUP BY ip ORDER BY total DESC LIMIT 10 +—————–+——-+———+ | ip | total | avg_len | +—————–+——-+———+ | 216.46.173.126 | 2350 | 220 | | 180.179.174.219 | 1720 | 292 | | 204.77.168.241 | 1439 | 340 | | 65.39.197.164 | 1365 | 241 | | 80.91.33.133 | 1202 | 243 | | 84.208.15.12 | 1120 | 197 | | 74.125.60.158 | 1084 | 300 | | 119.252.76.162 | 1064 | 281 | | 79.136.114.202 | 628 | 280 | | 54.207.57.55 | 532 | 289 | +—————–+——-+———+

是不是挺厉害?我们可以充分利用 SQL 的强大表现力,做各种复杂的查询。不光如此,还可以从一个包含了多个 sql 语句的文件中,一次性做多个查询。比如我创建了这样一个文件 analyze.sql:

– 查询 ip 前 10 名 SELECT ip, count(/) as total, cast(avg(len) as int) as avg_len FROM nginx GROUP BY ip ORDER BY total DESC LIMIT 10 – 查询 UA 前 10 名 select ua, count(/) as total from nginx group by ua order by total desc limit 10 – 查询访问最多的 url 前 10 名 select url, count(/) as total from nginx group by url order by total desc limit 10 – 查询访问返回 body 长度前 10 名 select len, count(/) as total from nginx group by len order by total desc limit 10 – 查询 HEAD 请求 select ip, date, url, code, ua from nginx where method = ‘HEAD’ limit 10 – 查询状态码是 403 的请求 select ip, date, url, ua from nginx where code = 403 limit 10 – 查询 UA 为空的请求 select ip, date, url, code from nginx where ua = ‘-‘ limit 10 – 复杂查询,找返回 body 长度的 percentile 在 0.5-0.7 之间的数据 select /* from (select ip, date, url, ua, len, PERCENT_RANK() OVER (ORDER BY len) as len_percentile from nginx where code = 200 order by len desc) as t where t.len_percentile > 0.5 and t.len_percentile < 0.7 order by t.len_percentile desc limit 10

那么,我可以这样获取结果:

❯ cat fixtures/analyze.sql cargo run –example log –quiet SELECT ip, count(/*) as total, cast(avg(len) as int) as avg_len FROM nginx GROUP BY ip ORDER BY total DESC LIMIT 10 +—————–+——-+———+ ip total avg_len +—————–+——-+———+ 216.46.173.126 2350 220   180.179.174.219 1720 292   204.77.168.241 1439 340   65.39.197.164 1365 241   80.91.33.133 1202 243   84.208.15.12 1120 197   74.125.60.158 1084 300   119.252.76.162 1064 281   79.136.114.202 628 280   54.207.57.55 532 289 +—————–+——-+———+ select ua, count(/*) as total from nginx group by ua order by total desc limit 10 +———————————————–+——-+ ua total +———————————————–+——-+ Debian APT-HTTP/1.3 (1.0.1ubuntu2) 11830   Debian APT-HTTP/1.3 (0.9.7.9) 11365   Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.21) 6719   Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.16) 5740   Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.22) 3855   Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.17) 1827   Debian APT-HTTP/1.3 (0.8.16~exp12ubuntu10.7) 1255   urlgrabber/3.9.1 yum/3.2.29 792   Debian APT-HTTP/1.3 (0.9.7.8) 750   urlgrabber/3.9.1 yum/3.4.3 708 +———————————————–+——-+ select url, count(/*) as total from nginx group by url order by total desc limit 10 +———————-+——-+ url total +———————-+——-+ /downloads/product_1 30285   /downloads/product_2 21104   /downloads/product_3 73 +———————-+——-+ select len, count(/*) as total from nginx group by len order by total desc limit 10 +—–+——-+ len total +—–+——-+ 0 13413   336 6652   333 3771   338 3393   337 3268   339 2999   331 2867   340 1629   334 1393   332 1240 +—–+——-+ select ip, date, url, code, ua from nginx where method = ‘HEAD’ limit 10 +—————-+—————————-+———————-+——+————————-+ ip date url code ua +—————-+—————————-+———————-+——+————————-+ 184.173.149.15 23/May/2015:15:05:53 +0000 /downloads/product_2 403 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:30 +0000 /downloads/product_2 200 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:33 +0000 /downloads/product_2 403 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:34 +0000 /downloads/product_2 403 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:52 +0000 /downloads/product_2 200 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:43 +0000 /downloads/product_2 200 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:42 +0000 /downloads/product_2 200 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:46 +0000 /downloads/product_2 200 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:18:05:10 +0000 /downloads/product_2 200 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   184.173.149.16 24/May/2015:18:05:37 +0000 /downloads/product_2 403 Wget/1.13.4 (linux-gnu) +—————-+—————————-+———————-+——+————————-+ select ip, date, url, ua from nginx where code = 403 limit 10 +—————-+—————————-+———————-+—————————————————————————————————–+ ip date url ua +—————-+—————————-+———————-+—————————————————————————————————–+ 184.173.149.15 23/May/2015:15:05:53 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:33 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   5.153.24.140 23/May/2015:17:05:34 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   184.173.149.16 24/May/2015:18:05:37 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   195.88.195.153 24/May/2015:23:05:05 +0000 /downloads/product_2 curl/7.22.0 (x86_64-pc-linux-gnu) libcurl/7.22.0 OpenSSL/1.0.1 zlib/1.2.3.4 libidn/1.23 librtmp/2.3   184.173.149.15 25/May/2015:04:05:14 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   87.85.173.82 17/May/2015:14:05:07 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   87.85.173.82 17/May/2015:14:05:11 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   194.76.107.17 17/May/2015:16:05:50 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu)   194.76.107.17 17/May/2015:17:05:40 +0000 /downloads/product_2 Wget/1.13.4 (linux-gnu) +—————-+—————————-+———————-+—————————————————————————————————–+ select ip, date, url, code from nginx where ua = ‘-‘ limit 10 +—————-+—————————-+———————-+——+ ip date url code +—————-+—————————-+———————-+——+ 217.168.17.150 01/Jun/2015:14:06:45 +0000 /downloads/product_2 200   217.168.17.180 01/Jun/2015:14:06:15 +0000 /downloads/product_2 200   217.168.17.150 01/Jun/2015:14:06:18 +0000 /downloads/product_1 200   204.197.211.70 24/May/2015:06:05:02 +0000 /downloads/product_2 200   91.74.184.74 29/May/2015:14:05:17 +0000 /downloads/product_2 403   91.74.184.74 29/May/2015:15:05:43 +0000 /downloads/product_2 403   91.74.184.74 29/May/2015:22:05:53 +0000 /downloads/product_2 403   217.168.17.5 31/May/2015:02:05:16 +0000 /downloads/product_2 200   217.168.17.180 20/May/2015:23:05:22 +0000 /downloads/product_2 200   204.197.211.70 21/May/2015:02:05:34 +0000 /downloads/product_2 200 +—————-+—————————-+———————-+——+ select /* from (select ip, date, url, ua, len, PERCENT_RANK() OVER (ORDER BY len) as len_percentile from nginx where code = 200 order by len desc) as t where t.len_percentile > 0.5 and t.len_percentile < 0.7 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小结

今天我们介绍了如何使用 Rust 处理存放在关系数据库中的结构化数据,以及存放在文件系统中的半结构化数据。

虽然在工作中,我们不太会使用 arrow/datafusion 去创建某个“下一代”的数据处理平台,但拥有了处理半结构化数据的能力,可以解决很多非常实际的问题。

比如每隔 10 分钟扫描 Nginx/CDN,以及应用服务器过去 10 分钟的日志,找到某些非正常的访问,然后把该用户/设备的访问切断一阵子。这样的特殊需求,一般的数据平台很难处理,需要我们自己撰写代码来实现。此时,arrow/datafusion 这样的工具就很方便。

思考题

  • 请你自己阅读 diesel 或者 sea-orm 的文档,然后尝试把我们直接用 sqlx 构建的用户注册/登录的功能使用 diesel 或者 sea-orm 实现。
  • datafusion 不但支持 csv,还支持 ndJSON/parquet/avro 等数据类型。如果你公司的生产环境下有这些类型的半结构化数据,可以尝试着阅读相关文档,使用 datafusion 来读取和查询它们。

感谢你的收听。恭喜你完成了第44次Rust学习,打卡之旅马上就要结束啦,我们下节课见。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/%e9%99%88%e5%a4%a9%20%c2%b7%20Rust%20%e7%bc%96%e7%a8%8b%e7%ac%ac%e4%b8%80%e8%af%be/44%20%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%a4%84%e7%90%86%ef%bc%9a%e5%ba%94%e7%94%a8%e7%a8%8b%e5%ba%8f%e5%92%8c%e6%95%b0%e6%8d%ae%e5%a6%82%e4%bd%95%e6%89%93%e4%ba%a4%e9%81%93%ef%bc%9f.md