将 MQTT 数据写入到 AlloyDB

AlloyDB for PostgreSQL 是 Google Cloud 提供的全托管、兼容 PostgreSQL 的数据库服务，专为高要求的企业级工作负载而设计。EMQX 支持与 AlloyDB 的无缝集成，可实现来自物联网设备的 MQTT 数据的实时采集与存储。借助 EMQX 高效的消息路由能力，以及 AlloyDB 通过混合事务/分析处理（HTAP）引擎提供的高吞吐事务处理能力与实时分析能力，您可以构建一个强大的数据管道，用于捕获设备状态、记录事件并进行深入分析。

本页面将全面介绍 EMQX 与 AlloyDB 的数据集成，并提供创建与验证数据集成的实用操作指南。

工作原理

EMQX 中的 AlloyDB 数据集成是一项开箱即用功能，可将基于 MQTT 的物联网数据流直接写入 AlloyDB 这一高性能、兼容 PostgreSQL 的数据库中。借助内置的规则引擎组件，该集成简化了从 EMQX 向 AlloyDB 采集数据并进行存储与分析的过程，无需编写复杂代码。通过 AlloyDB Sink 可以将 MQTT 消息和客户端事件存储到 AlloyDB 中，也可以通过事件触发对 AlloyDB 中数据的更新或删除操作，从而实现对诸如设备在线状态、上下线历史等的记录。

下图展示了 EMQX 与 AlloyDB 数据集成的典型架构：

AlloyDB 集成

将 MQTT 数据写入 AlloyDB 的流程如下：

物联网设备连接至 EMQX：设备通过 MQTT 协议成功连接后，会触发上线事件。事件包含设备 ID、源 IP 地址及其他属性信息。
消息发布与接收：设备向特定主题发布遥测数据与状态数据。EMQX 接收到消息后，会在规则引擎中启动匹配过程。
规则引擎处理消息：EMQX 的规则引擎会根据主题或消息内容，将事件与消息匹配到预定义规则。处理过程可包括数据转换（例如将 JSON 转换为 SQL 可用格式）、过滤，以及在入库前进行上下文信息补充。
写入 AlloyDB：匹配成功的规则会触发针对 AlloyDB 的 SQL 执行。通过 SQL 模板，用户可以将处理后的数据字段映射到 AlloyDB 的表和列中。由于 AlloyDB 支持并行查询执行以及内置列式存储引擎的优化，数据可被快速写入，并可立即用于分析查询。

事件与消息数据写入 AlloyDB 后，可以：

连接 Grafana 等可视化工具生成数据图表并实时展示数据变化；
将 AlloyDB 与设备管理系统或分析模型集成，实现设备健康监测、异常检测与告警触发；
利用 AlloyDB 的 HTAP 能力，在处理实时设备遥测数据的同时，对实时数据执行复杂分析（聚合、关联、时序查询）。

特性与优势

与 AlloyDB 的数据集成可以为您的业务带来以下功能和优势：

灵活的事件处理：借助 EMQX 规则引擎，AlloyDB 可以低延迟地存储和处理设备生命周期事件（连接、断开、状态变化）。结合 AlloyDB 的并行查询执行和独立扩展能力，可以实时分析事件数据，检测设备故障、异常或使用趋势。
消息转换：通过 EMQX 规则，消息在写入 AlloyDB 之前可以进行广泛的处理和转换，使存储和使用更加方便。
基于 SQL 模板的灵活数据操作：通过 EMQX 的 SQL 模板映射，可以将结构化 IoT 数据插入或更新到 AlloyDB 的表和列中。AlloyDB 的 PostgreSQL 兼容性支持标准 SQL、JSONB 存储和索引，同时 AI 驱动的索引功能会根据工作负载的变化自动优化查询性能。
业务流程集成：AlloyDB 的 PostgreSQL 生态系统兼容性允许与 ERP、CRM、GIS 以及定制业务系统直接集成，无论是在 Google Cloud 上还是在本地部署。结合 EMQX，可以在无需复杂数据管道的情况下，实现事件驱动的自动化和业务流程编排。
高级地理空间功能：通过 PostgreSQL 扩展（如 PostGIS），AlloyDB 支持地理空间数据的存储、索引和查询，实现地理围栏、路线跟踪和位置分析。结合 EMQX 可靠的 MQTT 数据接入，可以构建车队跟踪、资产监控等实时 IoT-GIS 解决方案。
内置指标与监控：EMQX 为每个 AlloyDB Sink 提供运行时指标，而 AlloyDB 可与 Cloud Monitoring 集成，对查询性能、存储利用率和副本健康状况进行监控，实现端到端可观测性。

准备工作

本节介绍在开始创建 AlloyDB 数据集成之前需要完成的准备工作，包括如何创建 AlloyDB 实例、数据库以及数据表。

前置准备

了解 EMQX 数据集成规则
了解数据集成

在 AlloyDB 中创建数据库和数据表

在 EMQX 中创建 AlloyDB 连接器之前，请确保已准备好可用的 AlloyDB 实例，并在其中创建用于存储 IoT 数据的数据库和数据表。

按照 AlloyDB 快速入门指南的步骤操作：

创建一个 AlloyDB 实例。
- 在设置过程中，定义数据库用户账号信息，本示例使用以下配置：
  - 用户名：emqx_user（需具备连接、插入、更新和查询数据的权限）
  - 密码：你的密码
- 可以在实例创建时设置该用户，也可以在之后通过 SQL、Google Cloud 控制台或 gcloud CLI 创建。
在实例中创建数据库。本示例中数据库名称为 emqx_data。
使用 PostgreSQL 兼容客户端（如 psql）通过上述账号信息连接到数据库。

在 emqx_data 数据库中创建两个表，用于存储 MQTT 消息和客户端事件数据。

使用以下 SQL 创建 t_mqtt_msg 表，用于存储带有客户端 ID、主题、QoS、载荷以及到达时间等元数据的 MQTT 消息：

sql

CREATE TABLE t_mqtt_msg (
  id SERIAL primary key,
  msgid character varying(64),
  sender character varying(64),
  topic character varying(255),
  qos integer,
  retain integer,
  payload text,
  arrived timestamp without time zone
);

使用以下 SQL 创建 emqx_client_events 表，用于存储客户端上下线事件及其时间戳：

sql

CREATE TABLE emqx_client_events (
  id SERIAL primary key,
  clientid VARCHAR(255),
  event VARCHAR(255),
  created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

创建 AlloyDB 连接器

在添加 AlloyDB Sink 之前，需要先在 EMQX 中创建 AlloyDB 连接器。连接器定义了 EMQX 如何连接到 Google Cloud 中的 AlloyDB 实例。

在 EMQX Dashboard 中，进入集成 -> 连接器页面。
点击页面右上角的创建。
在创建连接器页面中，选择 AlloyDB，点击下一步。
输入连接器名称：必须以字母或数字开头，可以包含字母、数字、连字符（-）或下划线（_），例如：my_alloydb。
输入连接信息：
- 服务器地址：Google Cloud 中 AlloyDB 实例的主机名或 IP 地址。
- 数据库名字：EMQX 将写入数据的 AlloyDB 目标数据库名称。本示例为 emqx_data。
- 用户名：用于身份验证和标识的 AlloyDB 数据库用户名。本示例为 emqx_user。
- 密码：emqx_user 对应的密码。
- 启用 TLS：如需建立加密连接，切换该开关。更多 TLS 连接信息请参见启用 TLS 访问外部资源。
高级设置（可选）：可配置连接池大小、空闲超时、请求超时等其他连接属性。
点击测试连接，验证 EMQX 是否能够使用所提供的配置成功连接到 AlloyDB 实例。
点击创建保存连接器。
创建完成后，可以选择：
- 点击返回连接器列表查看所有连接器，或
- 点击创建规则立即创建使用该连接器将数据转发到 AlloyDB 的规则。
详细示例请参见：
- 创建 AlloyDB 消息存储规则
- 创建 AlloyDB 事件记录规则

创建 AlloyDB 消息存储规则

本节演示如何在 Dashboard 中创建一条规则，用于处理来自源 MQTT 主题 t/# 的消息，并通过已配置的 Sink 将处理后的数据保存到 AlloyDB 表 t_mqtt_msg 中。

在 EMQX Dashboard 中，进入集成 -> 规则页面。
点击页面右上角的创建。
在 SQL 编辑器中输入规则 ID my_rule 和规则 SQL。此处选择将主题为 t/# 的 MQTT 消息存储到 AlloyDB，请确保规则 SQL（SELECT 部分）中选择的字段包含 SQL 模板中使用的所有变量。示例 SQL 如下：
sql
```
SELECT
 *
FROM
 "t/#"
```
TIP
如果是初学者，可以点击 SQL 示例 和启用调试来学习和测试 SQL 规则。
点击 + 添加动作按钮，定义规则触发时要执行的动作。通过该动作，EMQX 会将规则处理后的数据发送到 AlloyDB。
从动作类型下拉列表中选择 AlloyDB，保持动作下拉框为默认的创建动作选项，或者从列表中选择一个之前已创建的 AlloyDB 动作。本示例将新建一个 Sink 并将其添加到规则中。
在表单中输入 Sink 的名称与描述。
在连接器下拉框中选择刚刚创建的 my_alloydb 连接器。您也可以点击下拉框旁的按钮新建连接器。连接器配置方法参见创建 AlloyDB 连接器。

配置 SQL 模板，使用如下 SQL 完成数据插入。

注意，这是一个预处理 SQL，字段不应当包含引号，SQL 末尾不要带分号 ;。

sql

INSERT INTO t_mqtt_msg(msgid, sender, topic, qos, payload, arrived) VALUES(
  ${id},
  ${clientid},
  ${topic},
  ${qos},
  ${payload},
  TO_TIMESTAMP((${timestamp} :: bigint)/1000)
)

备选动作（可选）：如果您希望在消息投递失败时提升系统的可靠性，可以为 Sink 配置一个或多个备选动作。当 Sink 无法成功处理消息时，这些备选动作将被触发。更多信息请参见：备选动作。
高级配置（可选）：根据情况配置同步/异步模式，队列与批量等参数。详细内容请参考 Sink 的特性中的配置参数章节。
在点击创建之前，可以先点击测试连接以验证 Sink 是否可以连接到 AlloyDB 实例。
点击创建完成 Sink 配置。此时会在动作输出中新增一个 Sink。
在创建规则页面中检查配置信息后，点击保存生成规则。

现在您已成功创建了规则，可以点击集成 -> 规则页面看到新建的规则，同时在动作 (Sink) 标签页看到新建的 AlloyDB Sink。

您也可以点击集成 -> Flow 设计器查看拓扑，直观地看到主题 t/# 下的消息在经过规则 my_rule 解析后被写入到 AlloyDB 中。

创建 AlloyDB 事件记录规则

本节展示如何创建用于记录客户端上/下线状态的规则，并通过配置的 Sink 将事件记录数据写入到 AlloyDB 的数据表 emqx_client_events 中。

注意：除 SQL 模板与规则外，其他操作步骤与创建 AlloyDB 消息存储规则章节完全相同。

SQL 模板如下，请注意字段不应当包含引号，SQL 末尾不要带分号 ;:

sql

INSERT INTO emqx_client_events(clientid, event, created_at) VALUES (
  ${clientid},
  ${event},
  TO_TIMESTAMP((${timestamp} :: bigint)/1000)
)

规则 SQL 如下：

sql

SELECT
  *
FROM
  "$events/client_connected", "$events/client_disconnected"

测试规则

使用 MQTTX 向 t/1 主题发布消息，此操作同时会触发上下线事件：

bash

mqttx pub -i emqx_c -t t/1 -m '{ "msg": "hello AlloyDB" }'

分别查看两个 Sink 运行统计，消息存储 Sink 应显示 1 条新接收的消息和 1 条新写入的消息。事件记录 Sink 应显示 2 条新事件记录。

查看数据是否已经写入表中，t_mqtt_msg 表：

bash

emqx_data=# select * from t_mqtt_msg;
 id |              msgid               | sender | topic | qos | retain |            payload
        |       arrived
----+----------------------------------+--------+-------+-----+--------+-------------------------------+---------------------
  1 | 0005F298A0F0AEE2F443000012DC0002 | emqx_c | t/1   |   0 |        | { "msg": "hello AlloyDB" } | 2023-01-19 07:10:32
(1 row)

emqx_client_events 表：

bash

emqx_data=# select * from emqx_client_events;
 id | clientid |        event        |     created_at
----+----------+---------------------+---------------------
  3 | emqx_c   | client.connected    | 2023-01-19 07:10:32
  4 | emqx_c   | client.disconnected | 2023-01-19 07:10:32
(2 rows)

Kubernetes

EMQX Operator

管理 EMQX 集群

密码认证

监控

访问控制

集成

管理

集成 OpenTelemetry

插件

JT/T 808 协议网关

与多媒体服务适配的客户端

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工作原理 ​

特性与优势 ​

准备工作 ​

前置准备 ​

在 AlloyDB 中创建数据库和数据表 ​

创建 AlloyDB 连接器 ​

创建 AlloyDB 消息存储规则 ​

创建 AlloyDB 事件记录规则 ​

测试规则 ​

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