从 DSL 扯开去

内容简介：从 DSL 扯开去

智能运维平台的内核驱动力来自数据（日志和指标）分析。从广义范畴来说，所有可以用作数据处理的软件系统，都可以用来构建这个平台。从远古时代的awstats到piwik，到人手一个的hadoop集群（确实没有更抽象具体的运维向子产品），到目前最流行的ELK，包括新近的基于PostgreSQL搞的TimeseriesDB，基于Solr搞的Rocana等等。

在对比所有这些产品的技术选择和接口设计的时候，总让我想起一句话：「一个幽灵，查询语言的幽灵，在社区徘徊」。

SQL 与 DSL

其实在刚流行hadoop的时候，并没有这么多事儿。熟悉 java 的开开心心写mapreduce，不熟悉java的人也乐呵呵的走streaming API，用自己熟悉的旁的编程语言写mapreduce。

但随后各种SQL-like的项目就雨后春笋般的涌现了。SQL的全称：structured query language。虽然在数据库面前，SQL更像是一种API，但是在谈论DSL的时候，SQL无疑就是最成功的DSL之一。

对于我这个半吊子 程序员 来说，上图这些样例只了解regex和 SQL 两样。不过最给我印象深刻的DSL设计，是 Ruby 社区的sinatra项目。

# myapp.rbrequire 'sinatra'get '/' do
  'Hello world!'end

这个漂亮的语法简直让我惊为天人。从此对DSL大法深信不疑。

SQL 是数据处理 DSL 的唯一选择么？

SQL虽然是最成功的DSL之一，但它当然不是数据处理领域唯一的DSL——因为数据处理这个「领域」还是太大了。

比如，细分到CEP（复杂事件处理）领域，更通行的就是CQL。像Esper、Siddhi等，大致写法是这样（ 注意看分号的位置 ）：

define stream TempStream (deviceID long, roomNo int, temp double);
from TempStream 
select roomNo, temp * 9/5 + 32 as temp, 'F' as scale, roomNo >= 100 and roomNo < 110 as isServerRoom
insert into RoomTempStream;

包括oracle，华为等，也都有CQL设计（是的，我就是在写这行文字前刚搜索得知的）。

又比如，细分到BI（商业智能）领域，行业老大tableau，有一套自己的VizQL™。这也是证明DSL设计很有趣的一点。infoQ上有一篇文章叫《领域专用语言(DSL)迷思》

，其中第三条误解就是「DSL必须以文本代码的形式出现」。tableau的VizQL就是一个典型的范例——这完全是一种视觉交互式的查询语言，和文本代码半点不相干。

那么 DSL 怎么搞？

我在 http:// t.cn/Ra53rH9 上看到有这么一个回答：

分解任务、解决任务、归并相似任务、把解决方案原型化、最终产品化。真是漂亮的步骤，把这个步骤，套回到我们最原始的目的：智能运维平台，就可以发现，所谓DSL设计，主要考验的是设计者对运维工作的理解力。

BTW：这个问题里的另一回答把crontab作为一个DSL范例举出来了，这么说我要收回前文有关sinatra的惊叹……

到底智能运维平台需要什么样的DSL？

从problem看，我们有这么几大类：

1. 按照某些逻辑查找或排除日志中的有效部分；

2. 分析某些系统的状态并判定其异常；

3. 按照某些逻辑确定异常是否发送以及以何种形式发送给哪些处理方（人或系统）。

第一类显然最简单了，仿照grep -E或者grep -P的搞法可以是一种，仿照搜索引擎的搞法也是一种。（是的，并不是所有的日志产品都用lucene querystring syntax）

第三类也是比较明确的，nagios的object group设计就很棒，而近来流行的IFTTT风格也不错。我见过携程的朋友提供这种风格的DSL给开发做主动监控，而prometheus的alertmanager里也是一样的玩法。

唯独第二类话题极其大。系统状态，包括了性能指标、行为基线等不同方面，可以动用各种简单的复杂的数学统计乃至机器学习知识。所以还要继续拆解。

简单的均值趋势、占比统计，这也是大多数监控系统仪表盘最爱用的功能了。这些统计函数，基本上在SQL里也都有。由此很自然会引发一个想法：是不是可以用SQL来解决第二类需求？

为什么SQL不适合？

我们再念一遍SQL的全称：structured query language，structured * 3。

这和智能运维平台所承载的logdata是冲突的。和metricdata也在渐渐冲突……（越来越多的metric系统也在JSON化）

logdata是带有时间戳属性的非结构化数据。虽然平台为了权限管理和分析方便，除了timestamp，一般还会内置有hostname、tag、logtype等少量信息，但是总体上来说，日志信息依然是非结构化的。

即使在目前常见的 ELK 系统中，logstash 的预解析字段有点类似 create table 的意思，也不能改变这个字段解析结果只存在于单条日志中的事实。对于日志整体来说，这个 schema 依然是不固定的。

把眼光从ELK系统再往上一层，需要搭建的是一个智能运维平台，平台用户是横跨部门的。这时候还会有更严重的一个问题：同一份日志，业务部门、运维部门、安全部门可能需要关注的信息完全不一样。即便是单条日志内的预解析为结构化数据都不可行。

由此，就得到了 第一个problem：不同人对同一条日志可能采取不同的字段解析。

其次，日志信息受限于 码农 水平或者心情，很可能是极其杂乱无章的。多线程交叉多行打印一个事件是经常会发生的事情。 怎么抽丝剥茧，从复杂文本中获取业务处理请求的关系链，以及各级关系的权重，这是第二个problem。

再次，异常状态如何表达，表格并不是唯一的选择，甚至多数时候表格完全表达不出来重点和非重点数据的区别。针对不同场景理所当然应该有不同的表达方式。虽然这涉及更多是可视化效果的选择，（即便我们抛开VizQL这种特例不谈）我们也需要自己的 DSL 给出前端可用的特定属性信息作为一种指向。比如，我们希望根据横向对比的情况来查找某种异常的可能性，就会同时用到 GROUPBY 和 HISTOGRAM 两个方式的组合，而根据 group 的层级和含义，可能就会选择简单的多折线，联动的 timeline，或者表格里的 sparkline 迷你图。 这是第三个problem：需要有针对场景的表达力。

当然，比起饼图，还是表格更好。

那什么合适呢？

这个事情可能真的就是看个(P)人(M)偏好了。比如我作为一个运维+perl/ruby爱好者，就觉得不管是UNIX pipeline式，还是method chaining式，都很棒。这两种设计，把复杂方案隐藏起来，只留给最终用户一个command/method给用户按需选用即可。（让JSON地狱去死）

不过从保持一致性的角度出发，对于日志系统，可能还是选用shell pipeline式更合适一点。jordansissel 在介绍 Logstash 的内部原理时，就使用了 pipeline 的概念（事实上连代码里也叫 pipeline）：

inputs | filters | outputs

所以对数据的后半段，继续沿用pipeline概念就是很顺理成章的事情了。

这是其一。

其二，在处理尤其常用的检索需求时，pipeline比method更灵活一些。还是一致性的考虑，最初的inputs，对于pipeline可以直接无缝对接，但是对于method，是不是我们还需要搞个Object.new？

让我们来看看两个示例吧，其实我觉得都还好:stuck_out_tongue_closed_eyes:：

index=summary starttime=now-7d/d endtime=now/d domain=(aaa OR bbb)
 | bucket timestamp span=15m as ts
 | stats avg(apache.reqtime) as avg_ by ts
 | esma avg_ timefield=ts futurecount=24
 | where typeof(_predict_avg_) == "double"
 | eval time = formatdate(ts, "HH:mm")
 | table time, _predict_avg_
 | join type=left time [[
     starttime="now/d" *
      | bucket timestamp span=15m as ts
      | stats avg(apache.reqtime) as avg_ by ts
      | eval time = formatdate(ts, "HH:mm")
      | table time, avg_
 ]]

然后写成：

Search(index="summary", starttime="now-7d/d", endtime="now/d", domain=["aaa", "bbb"])
  .bucket(timestamp, span=15m)
  .avg(apache.reqtime)
  .esma(timefield=ts, futurecount=24)
  .select { |ts| ts._predict_avg_.is_a?(Double) }
  .formatdate("HH:mm")
  .table("time", "_predict_avg_")
  .join(type=left, id=time,
     Search(starttime="now/d", "*")
       .bucket(timestamp, span=15m)
       .avg(apache.reqtime)
       .formatdate("HH:mm")
       .table("time", "avg_")
 )

对比一下，可能最明显的感觉就是：.table()函数里的那些字段名是怎么突然出现的？因为一个method对object的作用不是显式的，你不看文档是没法知道调用一个method以后会生成什么object，拥有哪些attributes的。而前者的as参数就非常的简明扼要。

你扯了这么多，别人的想法呢？

是的，其实做一个PM很多时候相互关心一下同行的思路太应该了……国内同行不太开放，所以只能收集到国外同行的数据：

此外：

HPE也有类似形式的AQL，不过他们太疯狂，直接跟自己另一款分布式R语言产品捆绑销售，AQL里可以调用R函数，尼玛那一下子太多了……

logscape是半pipeline半method方式，很奇葩的写法，如下。我个人觉得连一致性都无法保证的设计是失败的。

type='agent-stats'
 | hosts(cache,db) cpu.avg(_host) chart(line) buckets(1)

ELK中timelion是method方式，如下：

.es('metric:0', metric='avg:value')
 .label("#0 90th surprise"),
.es('metric:0', metric='avg:value')
 .showifgreater(
   .es('metric:0', metric='avg:value')
    .movingaverage(6)
    .sum(
      .es('metric:0', metric='avg:value')
      .movingstd(6)
      .multiply(3)
    )
  ).bars()
  .yaxis(2)
  .label("#0 anomalies")

这里几乎把所有的query和aggregation都合并到.es()的参数里，导致method本身功能局限在图形设置和最终的pipeline aggregation功能上，感觉还是有待改进~

最后

本文其实是在回答了 日志易产品的SPL真正价值点是什么呢，使用的场景有哪些？ - 知乎

以后，整理的补充内容。也欢迎大家看原题回答~

最后的补充

能扯的其实已经扯完了，不过突然发现之前我一直保留的1.4.2版本的a life of logstash event链接已经失效，目前最新的 ELK 文档里对logstash pipeline的描述改成了这样：

inputs -> filters -> outputs

. 和 -> 是最常见的两种调用方法的意符。感觉 ELK 全线走向method chaining风格的节奏啊~（ 全文完 ）

* 饶琛琳，日志易产品总监， 《网站运维技术与实践》《ELK stack权威指南》作者，《Puppet 3 Cookbook》《Learning Puppet 4》译者，三斗室( http:// chenlinux.com )博主，擅长 CDN 运维、Puppet、ELK 和 Perl 开发，程序员诗人。

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