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数据同步

juicefs sync 是强大的数据同步工具,可以在所有支持的存储之间并发同步或迁移数据,包括对象存储、JuiceFS、本地文件系统,你可以在这三者之间以任意方向和搭配进行数据同步。除此之外,还支持同步通过 SSH 访问远程目录、HDFS、WebDAV 等,同时提供增量同步、模式匹配(类似 rsync)、分布式同步等高级功能。

基本用法

命令格式

juicefs sync [command options] SRC DST

其中:

  • SRC 代表数据源地址及路径
  • DST 代表目标地址及路径
  • [command options] 代表可选的同步选项,详情查看命令参考

地址格式均为:

[NAME://][ACCESS_KEY:SECRET_KEY[:TOKEN]@]BUCKET[.ENDPOINT][/PREFIX]

# 特别地,MinIO 目前仅支持路径风格
minio://[ACCESS_KEY:SECRET_KEY[:TOKEN]@]ENDPOINT/BUCKET[/PREFIX]

其中:

  • NAME 是存储类型,比如 s3oss。详情查看所有支持的存储服务
  • ACCESS_KEYSECRET_KEY 是对象存储的 API 访问密钥,如果包含了特殊字符,则需要手动转义并替换,比如 / 需要被替换为其转义符 %2F
  • TOKEN 用来访问对象存储的 token,部分对象存储支持使用临时的 token 以获得有限时间的权限
  • BUCKET[.ENDPOINT] 是对象存储的访问地址
  • PREFIX 是可选的,限定要同步的目录名前缀。

以下是一个 Amazon S3 对象存储的地址范例:

s3://ABCDEFG:HIJKLMN@myjfs.s3.us-west-1.amazonaws.com

特别地,SRCDST 如果以 / 结尾将被视为目录,例如:movies/。没有以 / 结尾则会被视为「前缀」,将按照前缀匹配的规则进行匹配,例如,当前目录下有 testtext 两个目录,使用以下命令可以将它们同步到目标路径 ~/mnt/

juicefs sync ./te ~/mnt/te

使用这种方式,sync 命令会以 te 前缀匹配当前路径下所有包含该前缀的目录或文件,即 testtext。而目标路径 ~/mnt/te 中的 te 也是前缀,它会替换所有同步过来的目录和文件的前缀,在此示例中是将 te 替换为 te,即保持前缀不变。如果调整目标路径的前缀,例如将目标前缀改为 ab

juicefs sync ./te ~/mnt/ab

目标路径中同步来的 test 目录名会变成 absttext 会变成 abxt

资源清单

这里假设有以下存储资源:

  1. 对象存储 A

    • Bucket 名:aaa
    • Endpoint:https://aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com
  2. 对象存储 B

    • Bucket 名:bbb
    • Endpoint:https://bbb.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com
  3. JuiceFS 文件系统

    • 元数据存储:redis://10.10.0.8:6379/1
    • 对象存储:https://ccc-125000.cos.ap-beijing.myqcloud.com

所有存储的访问密钥均为:

  • ACCESS_KEYABCDEFG
  • SECRET_KEYHIJKLMN

对象存储与 JuiceFS 之间同步

对象存储 Amovies 目录同步到 JuiceFS 文件系统

# 挂载 JuiceFS
juicefs mount -d redis://10.10.0.8:6379/1 /mnt/jfs
# 执行同步
juicefs sync s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com/movies/ /mnt/jfs/movies/

JuiceFS 文件系统images 目录同步到 对象存储 A

# 挂载 JuiceFS
juicefs mount -d redis://10.10.0.8:6379/1 /mnt/jfs
# 执行同步
juicefs sync /mnt/jfs/images/ s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com/images/

对象存储与对象存储之间同步

对象存储 A 的全部数据同步到 对象存储 B

juicefs sync s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com oss://ABCDEFG:HIJKLMN@bbb.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com

本地及服务器之间同步

对于本地计算机上的目录之间拷贝文件,直接指定数据源与目标端的路径即可,比如将 /media/ 目录同步到 /backup/ 目录:

juicefs sync /media/ /backup/

如果需要在服务器之间同步,可以通过 SFTP/SSH 协议访问目标服务器,例如,将本地的 /media/ 目录同步到另一台服务器的 /backup/ 目录:

juicefs sync /media/ username@192.168.1.100:/backup/
# 指定密码(可选)
juicefs sync /media/ "username:password"@192.168.1.100:/backup/

当使用 SFTP/SSH 协议时,如果没有指定密码,执行 sync 任务时会提示输入密码。如果希望显式指定用户名和密码,则需要用半角引号把用户名和密码括起来,用户名和密码之间用半角冒号分隔。

无挂载点同步 新增自 v1.1

在两个存储系统之间同步数据,如果其中一方是 JuiceFS,推荐直接使用 jfs:// 协议头,而不是先挂载 JuiceFS,再访问本地目录。这样便能跳过挂载点,直接读取或写入数据,在大规模场景下,绕过 FUSE 挂载点将能节约资源开销以及提升数据同步性能。

myfs=redis://10.10.0.8:6379/1 juicefs sync s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com/movies/ jfs://myfs/movies/

高级用法

观测

简单来说,用 sync 命令拷贝大文件时,进度条可能会迟迟不更新,如果担心命令未能正常工作,可以用其他手段对传输情况进行观测。

sync 假定了使用场景是拷贝大量文件,因此进度的计算也是针对多个文件设计的:每一个文件完成了拷贝后,进度会更新一次。因此如果面对的都是大文件,单个文件的拷贝速度太慢,进度条就会变化缓慢,或者呈现卡死的状态。如果目的地端协议不支持 multipart upload(比如 filesftpjfsgluster 协议头),单个文件会单线程进行复制,无法对大文件进行并发上传。可想而知,大文件 + 不支持 multipart upload,将会更容易出现进度条卡死的情况。

如果你观察到进度不再变化,参考下列手段进行观测和排查:

  • 如果数据同步的两方有任何一个是 JuiceFS 宿主机挂载点,可以用 juicefs stats 快速查看文件系统是否正在写入(或读出)。
  • 如果数据同步的目的地是宿主机本地盘,可以直接观察目录下是否存在名称中带 .tmp.xxx 后缀的临时文件,sync 过程中会将传输结果写入临时文件,待传输完成后进行重命名,才完成最终的写入。观察临时文件大小是否变化,就能确定当前的写入状况。
  • 如果传输目的地均为对象存储,可以通过类似 nethogs 的命令,查看出入网流量,来判断传输进展。

增量同步与全量同步

juicefs sync 默认以增量同步方式工作,对于已存在的文件,仅在文件大小不一样时,才再次同步进行覆盖。在此基础上,还可以指定 --update,在源文件 mtime 更新时进行覆盖。如果你的场景对正确性有着极致要求,可以指定 --check-new--check-all,来对两边的文件进行字节流比对,确保数据一致。

如需全量同步,即不论目标路径上是否存在相同的文件都重新同步,可以使用 --force-update-f。例如,将 对象存储 Amovies 目录全量同步到 JuiceFS 文件系统

# 挂载 JuiceFS
juicefs mount -d redis://10.10.0.8:6379/1 /mnt/jfs
# 执行全量同步
juicefs sync --force-update s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com/movies/ /mnt/jfs/movies/

过滤

你可以通过选项 --exclude--include 来提供多个匹配模式来过滤将要同步的路径,--exclude 选项表示不同步匹配的路径,--include 选项表示同步匹配的路径。当不提供任何规则时,默认会同步所有扫描到的文件。当有多个匹配模式时,将会根据你使用的「过滤模式」,按照提供的匹配模式的顺序进行匹配尝试,最终决定是否要同步某个文件。

提示

当提供多个匹配模式时,取决于你具体使用的「过滤模式」,对于判断是否要同步某个文件可能会变得很困难。此时建议加上 --dry 选项提前查看要同步的具体文件是否符合预期,如果不符合预期则需要调整匹配模式。

匹配规则

匹配规则指的是给定一个路径与一个模式,然后确定该路径能否匹配上该模式。模式可以包含一些特殊字符(类似 shell 通配符):

  • 单个 * 匹配任意字符,但在遇到 / 时终止匹配;
  • ** 匹配任意字符,包括 /
  • ? 匹配任意非 / 的单个字符;
  • [...] 匹配一组字符,例如 [a-z] 匹配任意小写字母;
  • [^...] 不匹配一组字符,例如 [^abc] 匹配除 abc 外的任意字符。

此外,还有一些匹配规则需要注意:

  • 如果匹配模式中不包含特殊字符,将会完整匹配路径中的文件名。比如 foo 可以匹配 fooxx/foo,但不匹配 foo1(无法前缀匹配)、2foo(无法后缀匹配)和 foo/xxfoo 不是目录);
  • 如果匹配模式以 / 结尾,将只匹配目录,而不匹配普通文件;
  • 如果匹配模式以 / 开头,则表示匹配完整路径(路径不需要以 / 开头),因此 /foo 匹配的是传输中根目录的 foo 文件。

以下是一些匹配模式的例子:

  • --exclude '*.o' 将排除所有文件名能匹配 *.o 的文件;
  • --exclude '/foo/*/bar' 将排除根目录中名为 foo 的目录向下「两层」的目录中名为 bar 的文件;
  • --exclude '/foo/**/bar' 将排除根目录中名为 foo 的目录向下「任意层级」的目录中名为 bar 的文件。

过滤模式

过滤模式是指如何根据多个匹配规则来决定是否同步某个路径。sync 命令支持「完整路径过滤」和「逐层过滤」两种模式。默认情况下,sync 命令使用逐层过滤模式,可以通过 --match-full-path 选项来使用完整路径过滤模式。由于完整路径过滤模式的工作流程更容易理解,因此推荐优先使用完整路径过滤模式。

完整路径过滤模式(推荐) 新增自 v1.2.0

完整路径过滤模式是指对于待匹配的对象,直接将其「全路径」与多个模式依次进行匹配,一旦某个匹配模式匹配成功将会直接返回结果(「同步」或者「排除」),忽略后续的匹配模式。

下面是完整路径过滤模式的工作流程图:

完整路径过滤模式流程图

例如有一个路径为 a1/b1/c1.txt 的文件,以及 3 个匹配模式 --include 'a*.txt' --inlude 'c1.txt' --exclude 'c*.txt'。在完整路径过滤模式下,会直接将 a1/b1/c1.txt 这个字符串与匹配模式依次进行匹配。具体步骤为:

  1. 尝试将 a1/b1/c1.txt--include 'a*.txt' 匹配,结果是不匹配。因为 * 不能匹配 / 字符,参见「匹配规则」
  2. 尝试将 a1/b1/c1.txt--inlude 'c1.txt' 匹配,此时根据匹配规则将会匹配成功。后续的 --exclude 'c*.txt' 虽然根据匹配规则也能匹配上,但是根据完整路径过滤模式的逻辑,一旦匹配上某个模式,后续的模式将不再尝试匹配。所以最终的匹配结果是「同步」。

以下是更多示例:

  • --exclude '/foo**' 将排除所有根目录名为 foo 的文件或目录;
  • --exclude '**foo/**' 将排除所有以 foo 结尾的目录;
  • --include '*/' --include '*.c' --exclude '*' 将只包含所有目录和后缀名为 .c 的文件,除此之外的所有文件和目录都会被排除;
  • --include 'foo/bar.c' --exclude '*' 将只包含 foo 目录和 foo/bar.c 文件。
逐层过滤模式

逐层过滤模式的核心是先将完整路径按照目录层级拆分,并逐层组合成多个字符串序列。比如完整路径为 a1/b1/c1.txt,组成的序列就是 a1a1/b1a1/b1/c1.txt。然后将这个序列中的每个元素都当成完整路径过滤模式中的路径,依次执行「完整路径过滤」

如果某个元素匹配上了某个模式,则会有两种处理逻辑:

  • 如果该模式是 exclude 模式,则直接返回「排除」行为,作为最终的匹配结果;
  • 如果该模式是 include 模式,则跳过本层级的后续待匹配的模式,直接进入下一层级。

如果某层的所有模式都未匹配,则进入下一层级。如果所有层级匹配完毕后都没有返回「排除」,则返回默认的行为——即「同步」。

下面是逐层过滤模式的工作流程图:

逐层过滤模式流程图

例如有一个路径为 a1/b1/c1.txt 的文件,以及 3 个匹配模式 --include 'a*.txt' --inlude 'c1.txt' --exclude 'c*.txt'。在逐层过滤模式中,组成的序列就是 a1a1/b1a1/b1/c1.txt。具体匹配步骤为:

  1. 第一层级的路径为 a1,根据匹配模式,结果是全部未匹配。进入下一层级;
  2. 第二层级的路径为 a1/b1,根据匹配模式,结果是全部未匹配。进入下一层级;
  3. 第三层级的路径为 a1/b1/c1.txt,根据匹配模式,将会匹配上 --inlude 'c1.txt' 模式。该模式的行为是「同步」,进入下一层级;
  4. 由于没有下一层级了,所以最终返回的行为是「同步」。

上面的例子是到最后一层才匹配成功,除此之外可能还有两种情况:

  • 在最后一层之前匹配成功,且匹配模式是 exclude 模式,则直接返回「排除」行为作为最终结果,跳过后续的所有层级;
  • 所有层级都已经匹配完毕,但都未匹配上,此时也将会返回「同步」行为。

一句话讲,逐层过滤模式就是按路径层级由高到低依次执行完整路径过滤,每层过滤只有两种结果:要么直接得到「排除」作为最终结果,要么进入下一层级。得到「同步」结果的唯一方式就是执行完所有过滤层级。

以下是更多示例:

  • --exclude /foo 将排除所有根目录名为 foo 的文件或目录;

  • --exclude foo/ 将排除所有名为 foo 的目录;

  • 对于 dir_name/.../.../... 这种多级目录来说,将按照目录层级匹配 dir_name 下的所有路径。如果某个文件的父目录被「排除」了,那即使加上了这个文件的 include 规则,也不会同步这个文件。如果想要同步这个文件就必须保证它的「所有父目录」都不要被排除。例如,下面的例子中 /some/path/this-file-will-not-be-synced 文件将不会被同步,因为它的父目录 some 已经被规则 --exclude '*' 所排除:

    --include '/some/path/this-file-will-not-be-synced' \
    --exclude '*'

    一种解决方式是包含目录层级中的所有目录,也就是使用 --include '*/' 规则(需放在 --exclude '*' 规则的前面);另一种解决方式是为所有父目录增加 include 规则,例如:

    --include '/some/' \
    --include '/some/path/' \
    --include '/some/path/this-file-will-be-synced' \
    --exclude '*'

逐层过滤模式的行为无论是理解还是使用都较为复杂,但是基本兼容 rsync 的 --include/--exclude 选项,所以一般推荐在需要兼容 rsync 行为的场景下使用。

目录结构与文件权限

默认情况下,sync 命令只同步文件对象以及包含文件对象的目录,空目录不会被同步。如需同步空目录,可以使用 --dirs 选项。

另外,在 local、SFTP、HDFS 等文件系统之间同步时,如需保持文件权限,可以使用 --perms 选项。

JuiceFS sync本地目录之间同步时,支持通过设置 --links 选项开启遇到符号链时同步其自身而不是其指向的对象的功能。同步后的符号链接指向的路径为源符号链接中存储的原始路径,无论该路径在同步前后是否可达都不会被转换。

另外需要注意的几个细节

  1. 符号链接自身的 mtime 不会被拷贝;
  2. --check-new--perms 选项的行为在遇到符号链接时会被忽略。

并发同步

juicefs sync 默认启用 10 个线程执行同步任务,可以根据需要设置 --threads 选项调大或减少线程数。但也要注意,受限于各种因素,一味增加 --threads 未必能持续提升同步速度,你还需要考虑:

  • SRCDST 的存储系统是否已经达到了带宽上限,如果其中一个对象存储已经到达带宽限制,同步的瓶颈就在这里,继续增加并发度也不会继续提升同步速度;
  • 单机资源是否吃紧,比如 CPU、网卡拥堵。如果同步受限于单机资源,考虑使用分布式同步,在下方小节继续介绍;
  • 如果同步的数据以小文件为主,并且 SRC 的存储系统的 list API 性能极佳,那么 juicefs sync 默认的单线程 list 可能会成为瓶颈。此时考虑启用并发 list 操作,在下方小节继续介绍。

并发 list

juicefs sync 命令的输出中,关注 Pending objects 的数量,如果该值持续为 0,说明消费速度大于生产,可以增大 --list-threads 来启用并发 list,以及用 --list-depth 来控制并发 list 的目录深度。

比方说,如果你面对的是 JuiceFS 所使用的对象存储服务,那么目录结构为 /<vol-name>/chunks/xxx/xxx/...,对于这样的目录结构,使用 --list-depth=2 来实现对于 /<vol-name>/chunks 的并发列表操作,是比较合适的选择。

分布式同步

在两个对象存储之间同步数据,就是从一端拉取数据再推送到另一端,同步的效率取决于客户端与云之间的带宽:

JuiceFS-sync-single

在同步大量数据时,单机带宽往往会被占满出现瓶颈,针对这种情况,JuiceFS Sync 提供多机并发同步支持,如下图。

JuiceFS-sync-worker

Manager 作为主控执行 sync 命令,通过 --worker 参数定义多个 Worker 主机,JuiceFS 会根据 Worker 的总数量,动态拆分同步的工作量并分发给各个主机同时执行。即把原本在一台主机上处理的同步任务量拆分成多份,分发到多台主机上同时处理,单位时间内能处理的数据量更大,总带宽也成倍增加。

在配置多机并发同步任务时,需要提前配置好 Manager 节点到 Worker 节点的 SSH 免密登录,如果 Worker 节点的 SSH 端口不是默认的 22,请在 Manager 节点的 ~/.ssh/config 设置其端口号。Manager 会将 JuiceFS 客户端程序分发到 Worker 节点,为避免兼容性问题,Manager 和 Worker 应使用相同类型和架构的操作系统。

例如,将 对象存储 A 同步到 对象存储 B,采用多主机并行同步:

juicefs sync --worker bob@192.168.1.20,tom@192.168.8.10 s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com oss://ABCDEFG:HIJKLMN@bbb.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com

当前主机与两个 Worker 主机 bob@192.168.1.20tom@192.168.8.10 将共同分担两个对象存储之间的数据同步任务。

场景应用

数据异地容灾备份

异地容灾备份针对的是文件本身,因此应将 JuiceFS 中存储的文件同步到其他的对象存储,例如,将 JuiceFS 文件系统 中的文件同步到 对象存储 A

# 挂载 JuiceFS
juicefs mount -d redis://10.10.0.8:6379/1 /mnt/jfs
# 执行同步
juicefs sync /mnt/jfs/ s3://ABCDEFG:HIJKLMN@aaa.s3.us-west-1.amazonaws.com/

同步以后,在 对象存储 A 中可以直接看到所有的文件。

建立 JuiceFS 数据副本

与面向文件本身的容灾备份不同,建立 JuiceFS 数据副本的目的是为 JuiceFS 的数据存储建立一个内容和结构完全相同的镜像,当使用中的对象存储发生了故障,可以通过修改配置切换到数据副本继续工作。需要注意这里仅复制了 JuiceFS 文件系统的数据,并没有复制元数据,元数据引擎的数据备份依然需要。

这需要直接操作 JuiceFS 底层的对象存储,将它与目标对象存储之间进行同步。例如,要把 对象存储 B 作为 JuiceFS 文件系统 的数据副本:

juicefs sync cos://ABCDEFG:HIJKLMN@ccc-125000.cos.ap-beijing.myqcloud.com oss://ABCDEFG:HIJKLMN@bbb.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com

同步以后,在 对象存储 B 中看到的与 JuiceFS 使用的对象存储 中的内容和结构完全一样。

使用 S3 网关进行跨区域数据同步

通过 POSIX 方式访问 JuiceFS 时,会有频繁的元数据访问,跨区域访问元数据的延迟比较高会影响访问性能。如果需要跨区域传输大量小文件,这时元数据服务延迟高对性能影响更严重。

sync via public metadata service

在这种情况下,可以通过跨区访问部署在源区域的 S3 网关来提升性能,它可以大幅减少跨区域访问的请求数。

sync via gateway

阅读「S3 网关」学习如何使用和部署 S3 网关。