Flink源码解析 - Flink 的广播变量 - 《Flink 学习笔记》

Flink 支持广播变量，就是将数据广播到具体的 taskmanager 上，数据存储在内存中，这样可以减缓大量的 shuffle 操作；
比如在数据 join 阶段，不可避免的就是大量的 shuffle 操作，我们可以把其中一个 dataSet 广播出去，一直加载到 taskManager 的内存中，可以直接在内存中拿数据，避免了大量的 shuffle，导致集群性能下降；
广播变量创建后，它可以运行在集群中的任何 function 上，而不需要多次传递给集群节点。另外需要记住，不应该修改广播变量，这样才能确保每个节
点获取到的值都是一致的。
一句话解释，可以理解为是一个公共的共享变量，我们可以把一个 dataset数据集广播出去，然后不同的 task 在节点上都能够获取到，这个数据在每个节
点上只会存在一份。如果不使用 broadcast，则在每个节点中的每个 task 中都需要拷贝一份 dataset 数据集，比较浪费内存(也就是一个节点中可能会存在多份dataset 数据)。
注意：因为广播变量是要把 dataset 广播到内存中，所以广播的数据量不能太大，否则会出现 OOM 这样的问题

Broadcast：Broadcast 是通过 withBroadcastSet(dataset，string)来注册的
Access：通过 getRuntimeContext().getBroadcastVariable(String)访问广播变量

操作步骤

1：初始化数据
DataSet<Integer> toBroadcast = env.fromElements(1, 2, 3)
2：广播数据
.withBroadcastSet(toBroadcast, "broadcastSetName");
3：获取数据
Collection<Integer> broadcastSet = getRuntimeContext().getBroadcastVariable("broadcastSetName");

例子：

package dh.flink.com.dataset.transform;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import org.apache.flink.api.common.functions.RichMapFunction;
import org.apache.flink.api.java.DataSet;
import org.apache.flink.api.java.ExecutionEnvironment;
 import org.apache.flink.configuration.Configuration;
 public class BroadCastTest {
 public static void main(final String[] args) throws Exception{
         ExecutionEnvironment env = ExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
 //1.封装一个DataSet
         DataSet<Integer> broadcast = env.fromElements(1, 2, 3);
         DataSet<String> data = env.fromElements("a", "b");
         data.map(new RichMapFunction<String, String>() {
 private List list = new ArrayList();
             @Override
 public void open(final Configuration parameters) throws Exception {
 // 3. 获取广播的DataSet数据 作为一个Collection
     //通过getRuntimeContext().getBroadcastVariable(String)访问广播变量
                 Collection<Integer> broadcastSet = getRuntimeContext().getBroadcastVariable("number");
 list.addAll(broadcastSet);
             }
             @Override
 public String map(final String value) throws Exception {
 return value + ": "+ list;
             }
         }).withBroadcastSet(broadcast, "number") //Broadcast是通过withBroadcastSet(dataset，string)来注册的
 // 2. 广播的broadcast
           .printToErr();//打印到err方便查看
     }
 }

package dh.flink.com.dataset.transform.guangbo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import org.apache.flink.api.common.functions.MapFunction;
import org.apache.flink.api.common.functions.RichMapFunction;
import org.apache.flink.api.java.DataSet;
 import org.apache.flink.api.java.ExecutionEnvironment;
 import org.apache.flink.api.java.operators.DataSource;
 import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
 import org.apache.flink.configuration.Configuration;
 /**
  * 广播
  * 
  * @author duhai
  * @date 2020年1月10日
  */
 public class BatchDemoBroadcast {
     public static void main(final String[] args) throws Exception {
         // 获取运行环境
         ExecutionEnvironment env = ExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
         // 1：准备需要广播的数据
         ArrayList<Tuple2<String, Integer>> broadData = new ArrayList<Tuple2<String, Integer>>();
         broadData.add(new Tuple2<String, Integer>("zs", 18));
         broadData.add(new Tuple2<String, Integer>("ls", 20));
         broadData.add(new Tuple2<String, Integer>("ww", 17));
         DataSet<Tuple2<String, Integer>> tupleData = env.fromCollection(broadData);
         // 1.1:处理需要广播的数据,把数据集转换成map类型，map中的key就是用户姓名，value就是用户年龄
         DataSet<HashMap<String, Integer>> toBroadcast = tupleData
                 .map(new MapFunction<Tuple2<String, Integer>, HashMap<String, Integer>>() {
                     public HashMap<String, Integer> map(final Tuple2<String, Integer> value) throws Exception {
                         HashMap<String, Integer> res = new HashMap<String, Integer>();
                         res.put(value.f0, value.f1);
                         return res;
                     }
                 });
         // 源数据
         DataSource<String> data = env.fromElements("zs", "ls", "ww");
         // 注意：在这里需要使用到RichMapFunction获取广播变量
         DataSet<String> result = data.map(new RichMapFunction<String, String>() {
             List<HashMap<String, Integer>> broadCastMap = new ArrayList<HashMap<String, Integer>>();
             HashMap<String, Integer> allMap = new HashMap<String, Integer>();
             /**
              * 这个方法只会执行一次 可以在这里实现一些初始化的功能。所以，就可以在open方法中获取广播变量数据
              *
              */
             @Override
             public void open(final Configuration parameters) throws Exception {
                 super.open(parameters);
                 // 3:获取广播数据
                 this.broadCastMap = getRuntimeContext().getBroadcastVariable("broadCastMapName");
                 for (HashMap map : broadCastMap) {
                     allMap.putAll(map);
                 }
             }
             @Override
             public String map(final String value) throws Exception {
                 Integer age = allMap.get(value);
                 return value + "," + age;
             }
         }).withBroadcastSet(toBroadcast, "broadCastMapName");// 2：执行广播数据的操作
         result.print();
     }
 }