日志的可视化---基本实现以及扩展
现状：原先公司服务器的日志是用来事后调试。日志是根据时间按照键值对存储的本地文件。业务繁忙或日子一长，便会产生大量无效的文件。除此之外，别无他用。
目标：从日志中提取有用的信息。从软件上可以获取一定时间内的IO性能；客户端请求的统计。从业务上则可以获取更多。
这是大致的工作流程。
技能预备：
| python 3.4 | 文本分析和数据处理 | 快速开发，快速实现业务 |
| mongodb | 键值对的存储 | 数据由于业务不同，相关的键值对也不一致，所以采用nosql |
| mysql | 最终记录的管理 | 具体业务的最终结果是相对固定的，同时也为了后续客户端的快速访问 |
| workbench | 数据库table的维护 | 数据库维护工具 |
| c# && wcf | 服务端，给浏览器提供数据支持 | 构建一个简单的服务端，支持浏览器的post方式获取数据 |
| Javascript && HTML | 客户端界面和操作 | html，javascript分离界面和业务，手工绑定数据 |
| Fiddler | 测试wcf请求 | 测试客户端的请求和返回值，调试封装后的API |
如何安装这些软件，就不在这里详述了。
测试环境：
| windows 2008 r2 | c#,workbench |
| ubuntu14.04 | mongodb,mysql |
实现过程：
1. 原始日志文件的输入
日志基本说明：
文件按照目录存放，日志内容是有时序。
每条日志占用一行。
它的格式如下：2015-11-09 07:37:09 Request sn=0 topic=\RealTime\SEHKFeed\6881 fields=<F>P1<D>6881<F>P2<D>CGS<F>P3<D>中國銀河<F>P4<D>中国银河<F>P6<D>7.730<F>P15<D>500
| 时间 | 2015-11-09 07:37:09 |
| 关键字 | \RealTime\SEHKFeed\6881 |
| 数据 | <F>P1<D>6881<F>P2<D>CGS<F>P3<D>中國銀河<F>P4<D>中国银河<F>P6<D>7.730<F>P15<D>500 |
实现文件列表:
| pyCollectMore.py | 启动脚本,设置参数,捕获错误 |
| pyScanner.py | 枚举目录的文件，并发pyResolve（由于开发时间有限，暂时做成单线程的方法调用了） |
| pyStoreDefine.py | 常量定义 |
| mongoAccesslib.py | mongodb api封装 |
| pyResolve.py | 利用正则表达式分析日志行,写入mongo数据库 |
开发细节：
1. 由于日志之间有时间顺序，所以同一个目录的文件需要依次遍历，但不同目录可以并行执行。
2. 主要是日志topic对象的信息分解。
原始数据如下：
2015-11-09 07:37:09 Request sn=0 topic=\RealTime\SEHKFeed\6881 fields=<F>P1<D>6881<F>P2<D>CGS<F>P3<D>中國銀河<F>P4<D>中国银河<F>P6<D>7.730<F>P15<D>500
分解1：获取时间，topic名称，原始键值对。
正则表达式：(\d\d\d\d-\d\d-\d\d\s\d\d:\d\d:\d\d)\s(?:Request|Update)\ssn=0\stopic=\\([\S]+)\\([\S]+)\sfields=(.+)
分解2：键值对。
正则表达式：<F>([^<]+)<D>([^<]*)
整理和合并日志记录：
对于一个topic而言，包含2部分：命名空间和topic对象名称。
在之前的示例中“\RealTime\SEHKFeed\6881”---命名空间:“\RealTime\SEHKFeed”；对象是：“6881”。
所以处理完成全部的日志行后，需要合并相同命名空间下的对象名称。
2. 中间结果的存储
在之前任务中，我们可以获取2部分的信息：topic的明细以及topic的清单。
这时候需要在mongodb中创建2个表。
| tb_topic_list | 记录已收集的topic对象名称 |
| tb_命名空间 | 根据日志收集后的命名空间，创建对应的表，存放每个topic的全部明细 |
这时候使用nosql的好处了，事先不用定义表以及相关字段。
tb_topic_list字段定义：
| _id | 记录id |
| tps | 新建表名称，后续调度程序使用 |
| tpn | 对象名称 |
| tpu | 是否已经处理过 |
tb_命名空间（根据上下文应该是tb_RealTime_SEHKFeed）字段定义：
| _id | 记录id |
| nss | 记录序列号（python维护） |
| nstp | topic名称 |
| nsd | 时间 |
| nsn | 命名空间 |
| 业务的字段P1,P2 | .. |
3. 任务调度和数据分析
实现文件列表:
| pyTaskMng.py | 启动脚本，定时查询待处理的topic，并发执行pyReduce（topic数量很多，所以这里是并发进程） |
| pyReduce.py | 从mongodb获取已经分类的topic，根据时间顺序，计算总数，最大值，最小值以及记录明细 |
| pyStoreDefine.py | 常量定义 |
| mongoAccesslib.py | mongodb api封装 |
| mysql.connector | mysql官方引用，在reduce之后写入计算的结果 |
开发细节：
1. pyTaskMng运行在不同的机器上，定时检查tb_topic_list。
如果有记录上， 并发交给进程池，由pyReduce负责获取topic对应的全部记录，数量大的时候，批量获取。
2. pyReduce分批获取topic的明细。
根据业务规则：
| P1 | code |
| P2 | 名称 |
| P3 | big5名称 |
| P4 | gb名称 |
| P5 | 价格 |
| P6 | 数量 |
由于这个项目属于demo，所以我们假定以下的规则：
| 开盘价 | 每个股票第一笔价格 |
| 收盘价 | 每个股票最后一笔价格 |
| 最高价 | 初值等于开盘价，比较当前价后判断是否更改 |
| 最低价 | 初值等于开盘价，比较当前价后判断是否更改 |
| 变化次数 | 累计记录数 |
| 成交量 | 每个记录报价数 |
pyReduce并发执行，执行完成后更新tb_topic_list。
计算的结果存入mysql表。
4. 最终结果的存储
鉴于nosql在统计查询上有些限制，所以使用mysql作为统计信息的存储设备。
secDaily表记录统计信息
| 字段 | 类型 | 说明 |
| tID | int | 主键 |
| code | varchar（45） | 股票code |
| secName | varchar（32） | 股票名称 |
| ns | varchar（64） | 命名空间 |
| secTime | datetime | 日期 |
| dayNum | int | 逻辑天 |
| openPrice | double | 开盘价 |
| closePrice | double | 收盘价 |
| highPrice | double | 最高价 |
| lowPrice | double | 最低价 |
| changeTotal | int | 变化次数 |
| exQty | double | 成交量 |
secDetail表记录时间戳
| 字段 | 类型 | 说明 |
| sdID | int | 主键 |
| secDailyID | int | 主表id |
| seq | int | 序列号 |
| detailTime | datetime | 时间戳 |
| price | double | 价格 |
| qty | double | 数量 |
5. 提供数据的服务端
为了快速显示，这次使用wcf作为服务端。
提供5个接口：
| 获取指定sec列表总数 | |
| select count(tID) from secDaily where secCode like '%{0}%' or secName like '%{0}%'; | |
| http://localhost:8000/DEMOService/secSum | |
| R： {"filter" :"1"} | |
| 获取批量sec列表 | |
| select secCode,secName,ns,DATE_FORMAT(secTime,'%Y-%m-%%d %H:%i:%S'),openPrice,closePrice ,highPrice,lowPrice,changeTotal,exQty from secDaily where secCode like '%{0}%' or secName like '%{0}%' order by secCode limit {1},{2}; | |
| http://localhost:8000/DEMOService/secbatch | |
| R： {"filter" :"1", "offset": 0,"count":10} | |
| 获取指定sec明细总数 | |
| select count(sdID) from secDetail inner join secDaily on secDetail.secDailyID = secDaily.tID where secDaily.secCode = '{0}'; | |
| http://localhost:8000/DEMOService/detailSum | |
| R：{"code" :"1"} | |
| 获取指定sec批量列表（关键是item的时间） | |
| select seq,DATE_FORMAT(detailTime,'%Y-%m-%%d %H:%i:%S') from secDetail inner join secDaily on secDetail.secDailyID = secDaily.tID where secDaily.secCode = '{0}' order by seq limit {1},{2}; | |
| 获取指定sec批量列表 | |
| R： {"code" :"1", "offset": 0,"count":2} | |
| 获取指定时间内统计 | |
| create procedure getRange(codeRange varchar(45), beginTime varchar(20), endTime varchar(20),rangval int) 需要构建临时表，填充空记录 | |
| http://localhost:8000/DEMOService/rangeTotal |
客户端通过浏览器使用POSt方式查询数据.所以服务器请求需要特别处理。
[ServiceContract(Name = "RESTDemoServices")]
public interface IRESTDemoServices
{
[OperationContract]
[WebInvoke(UriTemplate = "secSum", Method = "*", BodyStyle = WebMessageBodyStyle.Bare, RequestFormat = WebMessageFormat.Json, ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]
SecSumResponse GetSecSum(SecSumRequest req);
}
[ServiceBehavior(InstanceContextMode = InstanceContextMode.Single, ConcurrencyMode = ConcurrencyMode.Single, IncludeExceptionDetailInFaults = true)]
[AspNetCompatibilityRequirements(RequirementsMode = AspNetCompatibilityRequirementsMode.Allowed)]
[JavascriptCallbackBehavior(UrlParameterName = "callback")]
public class RestDemoServices : BaseEntry.IRESTDemoServices
{
public SecSumResponse GetSecSum(SecSumRequest req)
{
if (WebOperationContext.Current.IncomingRequest.Method == "OPTIONS")
{
WebOperationContext.Current.OutgoingResponse.Headers.Add("Access-Control-Allow-Origin", "*");
WebOperationContext.Current.OutgoingResponse.Headers.Add("Access-Control-Allow-Methods", "POST");
WebOperationContext.Current.OutgoingResponse.Headers.Add("Access-Control-Allow-Headers", "Content-Type, Accept");
return null;
}
WebOperationContext.Current.OutgoingResponse.Headers.Add("Access-Control-Allow-Origin", "*");
SecSumResponse resp = new SecSumResponse();
}
}
6. 客户端实现 Javascript， chart.JS
实现文件列表:
| main.htm | 界面布局 |
| bigDataStyle.css | css |
| jquery-1.11.2.js | jquery |
| mainImpl.js | 界面实现脚本 |
| SecDailyApi.js | api封装脚本 |
| table.js | 表格脚本 |
| Chart.JS | Chart.JS引用 |
效果图
测试文件：ch1.fxl
7. 接下来可以做的任务
这个项目属于demo性质。下一步预备使用java改写python的实现，scan和reduce部分的存储可能考虑hadoop实现存储和分发。
