Flink具有非常灵活的分层API设计,其中核心层就是DataStream/DataSet API。由于新版已经实现了流批一体,DataSet API即将被弃用,官方推荐统一使用DataStream API处理流数据与批数据。DataStream本身是Flink中一个用来表示数据集合的类,我们编写的Flink代码其实就是基于这种数据类型的处理,所以这套核心API就以DataStream命名。在用法上有点类似于常规的Java集合,但又有所不同。我们在代码中往往并不关心集合中具体的数据,而只是用API定义出一连串操作来处理他们:我们称之为数据流的“转换”。
一个Flink程序,其实就是对DataStream的各种转换。具体来说,代码基本上都是由以下几部分构成:
- 获取执行环境(execution environment)
- 读取数据源(source)
- 定义基于数据的转换操作(transformations)
- 定义计算结果的输出位置(sink)
- 触发程序执行(execute)
1. 执行环境(Execution Environment)
Flink 程序可以在各种上下文环境中运行:我们可以在本地 JVM 中执行程序,也可以提交到远程集群上运行。
不同的环境,代码的提交运行的过程会有所不同。这就要求我们在提交作业执行计算时,首先必须获取当前 Flink 的运行环境,从而建立起与 Flink 框架之间的联系。只有获取了环境 上下文信息,才能将具体的任务调度到不同的 TaskManager 执行。
1.1 创建执行环境
编写Flink程序的第一步,就是创建执行环境。我们要获取的执行环境,是<br />StreamExecutionEnvironment 类的对象,这是所有Flink程序的基础。在代码中创建执行环境的方式,就是调用这个类的静态方法,具体有以下三种。
- getExecutionEnvironment
- createLocalEnvironment
- createRemoteEnvironment
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
//会根据当前运行环境直接得到正确的结果
StreamExecutionEnvironment localEnv = StreamExecutionEnvironment.createLocalEnvironment();
//这个方法返回一个本地执行环境。可以在调用时传入一个参数,指定默认的并行度;如果不传入,则默认并行度就是本地的 CPU 核心数
StreamExecutionEnvironment remoteEnv = StreamExecutionEnvironment.createRemoteEnvironment(
"hadoop0", // JobManager 主机名
7777, // JobManager 进程端口号
"test/wordcount.jar" // 提交给 JobManager 的 JAR 包
);
1.2 执行模式(Execution Mode)
流批一体后,我们获取到的执行环境是StreamExecutionEnvironment,看名称它是做流处理的,那么我们如何去执行批处理呢?
// 批处理环境
ExecutionEnvironment batchEnv = ExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
// 流处理环境
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
那么我们不难看出:基于ExecutionEnvironment读入数据创建的数据集合,就是DataSet;对应的调用的一整套转换方法,就是DataSet API。
由于Flink程序默认是STREAMING模式,我们这里重点介绍一下BATCH模式的配置,分别是命令行配置与代码配置
flink run -Dexecution.runtime-mode=BATCH /test/wordcount.jar
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.BATCH);
当然不建议在代码配置,使用命令行配置比较灵活,既可以使用流处理也可以使用批处理。
2. 读取数据源(Source)
创建好执行环境之后,我们先要读取数据才能对数据做处理,Flink读取数据,是调用执行环境的addSource()方法
DataStream<String> stream = env.addSource(...);
方法传入一个对象参数,需要实现 SourceFunction 接口;返回 DataStreamSource。这里的DataStreamSource 类继承自 SingleOutputStreamOperator 类,又进一步继承自 DataStream。所以很明显,读取数据的 source 操作是一个算子,得到的是一个数据流(DataStream)。
传入的参数是一个“源函数”(source function),需要实现 SourceFunction 接口。这是何方神圣,又该怎么实现呢? 自己去实现它显然不会是一件容易的事。好在 Flink 直接提供了很多预实现的接口,此外还有很多外部连接工具也帮我们实现了对应的 source function,通常情况下足以应对我们的实际需求。
我们这里构建一个实际应用场景。比如网站的访问操作,我们把它抽象成一个三元组(用户名、用户访问的url,用户访问url的时间戳),我们这里创建一个类,将用户行为包装成一个对象
import java.sql.Timestamp;
public class Event {
public String user;
public String url;
public Long timestamp;
public Event() {
}
public Event(String user, String url, Long timestamp) {
this.user = user;
this.url = url;
this.timestamp = timestamp;
}
@Override
public String toString() {
return "Event{" +
"user='" + user + '\'' +
", url='" + url + '\'' +
", timestamp=" + new Timestamp(timestamp) +
'}';
}
这里需要注意,我们定义的 Event,有这样几个特点:
- 类是公有(public)的
- 有一个无参的构造方法
- 所有属性都是公有(public)的
- 所有属性的类型都是可以序列化的
Flink 会把这样的类作为一种特殊的 POJO 数据类型来对待,方便数据的解析和序列化。另外我们在类中还重写了 toString 方法,主要是为了测试输出显示更清晰。
2.1 从集合中读取数据
最简单的读取方式,就是在代码中创建一个Java集合,然后调用执行环境的fromCollection方法进行读取,一般用于测试。
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
//设置并行度
env.setParallelism(1);
ArrayList<Event> clicks = new ArrayList<>();
clicks.add(new Event("Mary","./home",1000L));
clicks.add(new Event("Bob","./cart",2000L));
DataStream<Event> stream = env.fromCollection(clicks);
也可以不创建集合,直接列举
DataStreamSource<Event> stream2 = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
2.2 从文件读取数据
在真正的实际应用中,不会直接将数据写在代码里。通常情况下我们会从存储介质中获取数据。比较常见的就是读取文件
DataStream<String> stream = env.readTextFile("clicks.csv");
说明:
- 参数可以是目录,也可以是文件;
- 路径可以是相对路径,也可以是绝对路径;
- 相对路径是从系统属性 user.dir 获取路径: idea 下是 project 的根目录, standalone 模式下是集群节点根目录;
- 也可以从 hdfs 目录下读取, 使用路径 hdfs://…, 由于 Flink 没有提供 hadoop 相关依赖, 需要 pom 中添加相关依赖:
<dependency>
<groupId>org.apache.hadoop</groupId>
<artifactId>hadoop-client</artifactId>
<version>${hadoop.version}</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
2.3 从Socket读取数据
无论从集合还是文件,我们读取的数据其实都是有界数据。在流处理场景中,数据往往都是无界的,一种比较简单的方式,就是读取socket文本流,但这种一般也用于测试
DataStream<String> stream = env.socketTextStream("localhost", 7777);
2.4 从Kafka读取数据
Kafka 作为分布式消息传输队列,是一个高吞吐、易于扩展的消息系统。而消息队列的传输方式,恰恰和流处理是完全一致的。所以可以说 Kafka 和 Flink 天生一对,是当前处理流式 数据的双子星。在如今的实时流处理应用中,由 Kafka 进行数据的收集和传输,Flink 进行分析计算,这样的架构已经成为众多企业的首选。
略微遗憾的是,与 Kafka 的连接比较复杂,Flink 内部并没有提供预实现的方法。所以我 们只能采用通用的 addSource 方式、实现一个 SourceFunction 了。好在Kafka与Flink确实是非常契合,所以Flink官方提供了连接工具flink-connector-kafka, 直接帮我们实现了一个消费者 FlinkKafkaConsumer,它就是用来读取 Kafka 数据的 SourceFunction。
只需导入下面依赖
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-kafka_${scala.binary.version}</artifactId>
<version>${flink.version}</version>
</dependency>
然后调用env.addSource(),传入FlinkKafkaConsumer的对象实例即可
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.connectors.kafka.FlinkKafkaConsumer;
import java.util.Properties;
public class SourceKafkaTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("bootstrap.servers", "hadoop0:9092");
properties.setProperty("group.id", "consumer-group");
properties.setProperty("key.deserializer",
"org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
properties.setProperty("value.deserializer",
"org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
properties.setProperty("auto.offset.reset", "latest");
DataStreamSource<String> stream = env.addSource(new
FlinkKafkaConsumer<String>(
"clicks",
new SimpleStringSchema(),
properties
));
stream.print("Kafka");
env.execute();
}
}
创建 FlinkKafkaConsumer 时需要传入三个参数:
- 第一个参数 topic,定义了从哪些主题中读取数据。可以是一个 topic,也可以是 topic 列表,还可以是匹配所有想要读取的 topic 的正则表达式。当从多个 topic 中读取数据 时,Kafka 连接器将会处理所有 topic 的分区,将这些分区的数据放到一条流中去。
- 第二个参数是一个 DeserializationSchema 或者 KeyedDeserializationSchema。Kafka 消 息被存储为原始的字节数据,所以需要反序列化成 Java 或者 Scala 对象。上面代码中使用的 SimpleStringSchema,是一个内置的 DeserializationSchema,它只是将字节数组简单地反序列化成字符串。DeserializationSchema 和 KeyedDeserializationSchema 是公共接口,所以我们也可以自定义反序列化逻辑。
第三个参数是一个 Properties 对象,设置了 Kafka 客户端的一些属性。
当然你也可以自定义Source,这里暂不做过多讨论。
3. 转换算子(Transform)
3.1 基本转换算子
3.1.1 映射(map)
map 是大家非常熟悉的大数据操作算子,主要用于将数据流中的数据进行转换,形成新的数据流。简单来说,就是一个“一一映射”,消费一个元素就产出一个元素。
我们只需要基于 DataStrema 调用 map()方法就可以进行转换处理。方法需要传入的参数是 接口 MapFunction 的实现;返回值类型还是 DataStream,不过泛型(流中的元素类型)可能改变。
下面我们用不同的方式提取Event中的user字段功能。
import org.apache.flink.api.common.functions.MapFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransMapTest {
public static void main(String[] args) throws Exception{
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
// 传入匿名类,实现 MapFunction
stream.map(new MapFunction<Event, String>() {
@Override
public String map(Event e) throws Exception {
return e.user;
}
});
// 传入 MapFunction 的实现类
stream.map(new UserExtractor()).print();
env.execute();
}
public static class UserExtractor implements MapFunction<Event, String> {
@Override
public String map(Event e) throws Exception {
return e.user;
}
} }
3.1.2 过滤(filter)
filter 转换操作,顾名思义是对数据流执行一个过滤,通过一个布尔条件表达式设置过滤 条件,对于每一个流内元素进行判断,若为 true 则元素正常输出,若为 false 则元素被过滤掉。
进行 filter 转换之后的新数据流的数据类型与原数据流是相同的。filter 转换需要传入的参 数需要实现 FilterFunction 接口,而 FilterFunction 内要实现 filter()方法,就相当于一个返回布尔类型的条件表达式。下面的代码会将数据流中用户 Mary 的浏览行为过滤出来
import org.apache.flink.api.common.functions.FilterFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransFilterTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
// 传入匿名类实现 FilterFunction
stream.filter(new FilterFunction<Event>() {
@Override
public boolean filter(Event e) throws Exception {
return e.user.equals("Mary");
}
});
// 传入 FilterFunction 实现类
stream.filter(new UserFilter()).print();
env.execute();
}
public static class UserFilter implements FilterFunction<Event> {
@Override
public boolean filter(Event e) throws Exception {
return e.user.equals("Mary");
}
}
}
3.1.3 扁平映射(flatMap)
flatMap 操作又称为扁平映射,主要是将数据流中的整体(一般是集合类型)拆分成一个 一个的个体使用。消费一个元素,可以产生 0 到多个元素。flatMap 可以认为是“扁平化”(flatten)和“映射”(map)两步操作的结合,也就是先按照某种规则对数据进行打散拆分,再对拆分后的元素做转换处理。
flatMap 操作会应用在每一个输入事件上面,FlatMapFunction 接口中定义了 flatMap 方法, 用户可以重写这个方法,在这个方法中对输入数据进行处理,并决定是返回 0 个、1 个或多个结果数据。因此 flatMap 并没有直接定义返回值类型,而是通过一个“收集器”(Collector)来指定输出。希望输出结果时,只要调用收集器的.collect()方法就可以了;这个方法可以多次调用,也可以不调用。所以 flatMap 方法也可以实现 map 方法和 filter 方法的功能,当返回结果 是 0 个的时候,就相当于对数据进行了过滤,当返回结果是 1 个的时候,相当于对数据进行了简单的转换操作。
import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.util.Collector;
public class TransFlatmapTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
stream.flatMap(new MyFlatMap()).print();
env.execute();
}
public static class MyFlatMap implements FlatMapFunction<Event, String> {
@Override
public void flatMap(Event value, Collector<String> out) throws Exception {
if (value.user.equals("Mary")) {
out.collect(value.user);
} else if (value.user.equals("Bob")) {
out.collect(value.user);
out.collect(value.url);
}
}
}
}
3.2 聚合算子(Aggregation)
直观上看,基本转换算子确实是在“转换”——因为它们都是基于当前数据,去做了处理 和输出。而在实际应用中,我们往往需要对大量的数据进行统计或整合,从而提炼出更有用的 信息。比如之前 word count 程序中,要对每个词出现的频次进行叠加统计。这种操作,计算 的结果不仅依赖当前数据,还跟之前的数据有关,相当于要把所有数据聚在一起进行汇总合并——这就是所谓的“聚合”(Aggregation),也对应着 MapReduce 中的 reduce 操作。
3.2.1 按键分区(keyBy)
对于 Flink 而言,DataStream 是没有直接进行聚合的 API 的。因为我们对海量数据做聚合肯定要进行分区并行处理,这样才能提高效率。所以在 Flink 中,要做聚合,需要先进行分区; 这个操作就是通过 keyBy 来完成的。keyBy 是聚合前必须要用到的一个算子。keyBy 通过指定键(key),可以将一条流从逻辑 上划分成不同的分区(partitions)。这里所说的分区,其实就是并行处理的子任务,也就对应着任务槽(task slot)。
基于不同的 key,流中的数据将被分配到不同的分区中去;这样一来,所有具有相同的 key 的数据,都将被发往同一个分区,那么下一步算子操作就将会在同一个 slot中进行处理了。
在内部,是通过计算 key 的哈希值(hash code),对分区数进行取模运算来实现的。所以 这里 key 如果是 POJO 的话,必须要重写 hashCode()方法。keyBy()方法需要传入一个参数,这个参数指定了一个或一组 key。有很多不同的方法来指 定 key:比如对于 Tuple 数据类型,可以指定字段的位置或者多个位置的组合;对于 POJO 类型,可以指定字段的名称(String);另外,还可以传入 Lambda 表达式或者实现一个键选择器 (KeySelector),用于说明从数据中提取 key 的逻辑。
我们可以以 id 作为 key 做一个分区操作,代码实现如下:
import org.apache.flink.api.java.functions.KeySelector;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.KeyedStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransKeyByTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
// 使用 Lambda 表达式
KeyedStream<Event, String> keyedStream = stream.keyBy(e -> e.user);
// 使用匿名类实现 KeySelector
KeyedStream<Event, String> keyedStream1 = stream.keyBy(new KeySelector<Event, String>() {
@Override
public String getKey(Event e) throws Exception {
return e.user;
}
});
stream.print();
env.execute();
}
}
需要注意的是,keyBy 得到的结果将不再是 DataStream,而是会将 DataStream 转换为 KeyedStream。KeyedStream 可以认为是“分区流”或者“键控流”,它是对 DataStream 按照 key 的一个逻辑分区,所以泛型有两个类型:除去当前流中的元素类型外,还需要指定 key 的 类型。
KeyedStream 也继承自 DataStream,所以基于它的操作也都归属于 DataStream API。但它跟之前的转换操作得到的 SingleOutputStreamOperator 不同,只是一个流的分区操作,并不是 一个转换算子。KeyedStream 是一个非常重要的数据结构,只有基于它才可以做后续的聚合操 作(比如 sum,reduce);而且它可以将当前算子任务的状态(state)也按照 key 进行划分、限定为仅对当前 key 有效。
3.2.2 简单聚合
有了按键分区的数据流 KeyedStream,我们就可以基于它进行聚合操作了。Flink 为我们 内置实现了一些最基本、最简单的聚合 API,主要有以下几种:
- sum():在输入流上,对指定的字段做叠加求和的操作。
- min():在输入流上,对指定的字段求最小值。
- max():在输入流上,对指定的字段求最大值。
- minBy():与 min()类似,在输入流上针对指定字段求最小值。不同的是,min()只计算指定字段的最小值,其他字段会保留最初第一个数据的值;而 minBy()则会返回包含字段最小值的整条数据。
maxBy():与 max()类似,在输入流上针对指定字段求最大值。两者区别与 min()/minBy()完全一致。
简单聚合算子使用非常方便,语义也非常明确。这些聚合方法调用时,也需要传入参数; 但并不像基本转换算子那样需要实现自定义函数,只要说明聚合指定的字段就可以了。指定字段的方式有两种:指定位置,和指定名称。
对于元组类型的数据,同样也可以使用这两种方式来指定字段。需要注意的是,元组中字段的名称,是以 f0、f1、f2、…来命名的。
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransTupleAggreationTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Tuple2<String, Integer>> stream = env.fromElements(
Tuple2.of("a", 1),
Tuple2.of("a", 3),
Tuple2.of("b", 3),
Tuple2.of("b", 4)
);
stream.keyBy(r -> r.f0).sum(1).print();
stream.keyBy(r -> r.f0).sum("f1").print();
stream.keyBy(r -> r.f0).max(1).print();
stream.keyBy(r -> r.f0).max("f1").print();
stream.keyBy(r -> r.f0).min(1).print();
stream.keyBy(r -> r.f0).min("f1").print();
stream.keyBy(r -> r.f0).maxBy(1).print();
stream.keyBy(r -> r.f0).maxBy("f1").print();
stream.keyBy(r -> r.f0).minBy(1).print();
stream.keyBy(r -> r.f0).minBy("f1").print();
env.execute();
}
}
而如果数据流的类型是 POJO 类,那么就只能通过字段名称来指定,不能通过位置来指定
了
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransPojoAggregationTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
stream.keyBy(e -> e.user).max("timestamp").print(); // 指定字段名称
env.execute();
}
}
简单聚合算子返回的,同样是一个 SingleOutputStreamOperator,也就是从 KeyedStream 又 转换成了常规的 DataStream。所以可以这样理解:keyBy 和聚合是成对出现的,先分区、后聚合,得到的依然是一个 DataStream。而且经过简单聚合之后的数据流,元素的数据类型保持不 变。
一个聚合算子,会为每一个key保存一个聚合的值,在Flink中我们把它叫作“状态”(state)。 所以每当有一个新的数据输入,算子就会更新保存的聚合结果,并发送一个带有更新后聚合值 的事件到下游算子。对于无界流来说,这些状态是永远不会被清除的,所以我们使用聚合算子,应该只用在含有有限个 key 的数据流上。
3.2.3 归约聚合(reduce)
如果说简单聚合是对一些特定统计需求的实现,那么 reduce 算子就是一个一般化的聚合 统计操作了。从大名鼎鼎的 MapReduce 开始,我们对 reduce 操作就不陌生:它可以对已有的数据进行归约处理,把每一个新输入的数据和当前已经归约出来的值,再做一个聚合计算。
与简单聚合类似,reduce 操作也会将 KeyedStream 转换为 DataStream。它不会改变流的元素数据类型,所以输出类型和输入类型是一样的。
ReduceFunction 接口里需要实现 reduce()方法,这个方法接收两个输入事件,经过转换处理之后输出一个相同类型的事件;所以,对于一组数据,我们可以先取两个进行合并,然后再 将合并的结果看作一个数据、再跟后面的数据合并,最终会将它“简化”成唯一的一个数据, 这也就是 reduce“归约”的含义。在流处理的底层实现过程中,实际上是将中间“合并的结果” 作为任务的一个状态保存起来的;之后每来一个新的数据,就和之前的聚合状态进一步做归约。
其实,reduce 的语义是针对列表进行规约操作,运算规则由 ReduceFunction 中的 reduce方法来定义,而在 ReduceFunction 内部会维护一个初始值为空的累加器,注意累加器的类型和输入元素的类型相同,当第一条元素到来时,累加器的值更新为第一条元素的值,当新的元素到来时,新元素会和累加器进行累加操作,这里的累加操作就是 reduce 函数定义的运算规 则。然后将更新以后的累加器的值向下游输出。
我们可以单独定义一个函数类实现 ReduceFunction 接口,也可以直接传入一个匿名类。 当然,同样也可以通过传入 Lambda 表达式实现类似的功能。
与简单聚合类似,reduce 操作也会将 KeyedStream 转换为 DataStrema。它不会改变流的元素数据类型,所以输出类型和输入类型是一样的。
看一下稍复杂的例子,我们将数据流按照用户 id 进行分区,然后用一个 reduce 算子实现 sum 的功能,统计每个 用户访问的频次;进而将所有统计结果分到一组,用另一个 reduce 算子实现 maxBy 的功能,记录所有用户中访问频次最高的那个,也就是当前访问量最大的用户是谁。
import org.apache.flink.streaming.api.functions.source.SourceFunction;
import java.util.Calendar;
import java.util.Random;
public class ClickSource implements SourceFunction<Event> {
// 声明一个布尔变量,作为控制数据生成的标识位
private Boolean running = true;
@Override
public void run(SourceContext<Event> ctx) throws Exception {
Random random = new Random(); // 在指定的数据集中随机选取数据
String[] users = {"Mary", "Alice", "Bob", "Cary"};
String[] urls = {"./home", "./cart", "./fav", "./prod?id=1",
"./prod?id=2"};
while (running) {
ctx.collect(new Event(
users[random.nextInt(users.length)],
urls[random.nextInt(urls.length)],
Calendar.getInstance().getTimeInMillis()
));
// 隔 1 秒生成一个点击事件,方便观测
Thread.sleep(1000);
}
}
@Override
public void cancel() {
running = false;
}
}
import org.apache.flink.api.common.functions.MapFunction;
import org.apache.flink.api.common.functions.ReduceFunction;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransReduceTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
// 这里的 ClickSource()使用了之前自定义数据源小节中的 ClickSource()
env.addSource(new ClickSource())
// 将 Event 数据类型转换成元组类型
.map(new MapFunction<Event, Tuple2<String, Long>>() {
@Override
public Tuple2<String, Long> map(Event e) throws Exception {
return Tuple2.of(e.user, 1L);
}
})
.keyBy(r -> r.f0) // 使用用户名来进行分流
.reduce(new ReduceFunction<Tuple2<String, Long>>() {
@Override
public Tuple2<String, Long> reduce(Tuple2<String, Long> value1,
Tuple2<String, Long> value2) throws Exception {
// 每到一条数据,用户 pv 的统计值加 1
return Tuple2.of(value1.f0, value1.f1 + value2.f1);
}
})
.keyBy(r -> true) // 为每一条数据分配同一个 key,将聚合结果发送到一条流中去
.reduce(new ReduceFunction<Tuple2<String, Long>>() {
@Override
public Tuple2<String, Long> reduce(Tuple2<String, Long> value1,
Tuple2<String, Long> value2) throws Exception {
// 将累加器更新为当前最大的 pv 统计值,然后向下游发送累加器的值
return value1.f1 > value2.f1 ? value1 : value2;
}
})
.print();
env.execute();
}
}
reduce 同简单聚合算子一样,也要针对每一个 key 保存状态。因为状态不会清空,所以我们需要将 reduce 算子作用在一个有限 key 的流上。
3.3 用户自定义函数(UDF)
3.3.1 函数类
对于大部分操作而言,都需要传入一个用户自定义函数(UDF),实现相关操作的接口, 来完成处理逻辑的定义。Flink 暴露了所有 UDF 函数的接口,具体实现方式为接口或者抽象类, 例如 MapFunction、FilterFunction、ReduceFunction 等。所以最简单直接的方式,就是自定义一个函数类,实现对应的接口。
下面例子实现了FilterFunction接口,用来筛选url中包含“home”的事件。
import org.apache.flink.api.common.functions.FilterFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransFunctionUDFTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> clicks = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
DataStream<Event> stream = clicks.filter(new FlinkFilter());
stream.print();
env.execute();
}
public static class FlinkFilter implements FilterFunction<Event> {
@Override
public boolean filter(Event value) throws Exception {
return value.url.contains("home");
}
}
}
也可以通过匿名函数类实现
DataStream<String> stream = clicks.filter(new FilterFunction<Event>() {
@Override
public boolean filter(Event value) throws Exception {
return value.url.contains("home");
}
});
为了方法更加通用,我们还可以将用于过滤关键字“home”抽象出来作为类的属性,调用构造方法时传进去。
DataStream<Event> stream = clicks.filter(new KeyWordFilter("home"));
public static class KeyWordFilter implements FilterFunction<Event> {
private String keyWord;
KeyWordFilter(String keyWord) {
this.keyWord = keyWord;
}
@Override
public boolean filter(Event value) throws Exception {
return value.url.contains(this.keyWord);
}
}
3.3.2 匿名函数(Lambda)
匿名函数(Lambda 表达式)是 Java 8 引入的新特性,方便我们更加快速清晰地写代码。Lambda 表达式允许以简洁的方式实现函数,以及将函数作为参数来进行传递,而不必声明额外的(匿名)类。
Flink 的所有算子都可以使用 Lambda 表达式的方式来进行编码,但是,当 Lambda 表 达式使用 Java 的泛型时,我们需要显式的声明类型信息。
下例演示了如何使用 Lambda 表达式来实现一个简单的 map() 函数,我们使用 Lambda 表达式来计算输入的平方。在这里,我们不需要声明 map() 函数的输入 i 和输出参数的数据类型,因为 Java 编译器会对它们做出类型推断。
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class TransFunctionLambdaTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> clicks = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
//map 函数使用 Lambda 表达式,返回简单类型,不需要进行类型声明
DataStream<String> stream1 = clicks.map(event -> event.url);
stream1.print();
env.execute();
}
}
由于 OUT 是 String 类型而不是泛型,所以 Flink 可以从函数签名 OUT map(IN value) 的实现中自动提取出结果的类型信息。
但是对于像 flatMap() 这样的函数,它的函数签名 void flatMap(IN value, Collector out) 被 Java 编译器编译成了 void flatMap(IN value, Collector out),也就是说将 Collector 的泛型信息擦除掉了。这样 Flink 就无法自动推断输出的类型信息了。
// flatMap 使用 Lambda 表达式,抛出异常
DataStream<String> stream2 = clicks.flatMap((event, out) -> {
out.collect(event.url);
});
stream2.print();
在这种情况下,我们需要显式地指定类型信息,否则输出将被视为 Object 类型
// flatMap 使用 Lambda 表达式,必须通过 returns 明确声明返回类型
DataStream<String> stream2 = clicks.flatMap((Event event, Collector<String> out) -> {
out.collect(event.url);
}).returns(Types.STRING);
stream2.print();
当使用 map() 函数返回 Flink 自定义的元组类型时也会发生类似的问题。下例中的函数签 名 Tuple2
//使用 map 函数也会出现类似问题,以下代码会报错
DataStream<Tuple2<String, Long>> stream3 = clicks
.map( event -> Tuple2.of(event.user, 1L) );
stream3.print();
一般来说,这个问题可以通过多种方式解决
import org.apache.flink.api.common.functions.MapFunction;
import org.apache.flink.api.common.typeinfo.Types;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class ReturnTypeResolve {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> clicks = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L)
);
// 想要转换成二元组类型,需要进行以下处理
// 1) 使用显式的 ".returns(...)"
DataStream<Tuple2<String, Long>> stream3 = clicks
.map(event -> Tuple2.of(event.user, 1L))
.returns(Types.TUPLE(Types.STRING, Types.LONG));
stream3.print();
// 2) 使用类来替代 Lambda 表达式
clicks.map(new MyTuple2Mapper())
.print();
// 3) 使用匿名类来代替 Lambda 表达式
clicks.map(new MapFunction<Event, Tuple2<String, Long>>() {
@Override
public Tuple2<String, Long> map(Event value) throws Exception {
return Tuple2.of(value.user, 1L);
}
}).print();
env.execute();
}
// 自定义 MapFunction 的实现类
public static class MyTuple2Mapper implements MapFunction<Event, Tuple2<String,
Long>> {
@Override
public Tuple2<String, Long> map(Event value) throws Exception {
return Tuple2.of(value.user, 1L);
}
}
}
3.3.3 富函数类
“富函数类”也是 DataStream API 提供的一个函数类的接口,所有的 Flink 函数类都有其 Rich 版本。富函数类一般是以抽象类的形式出现的。例如:RichMapFunction、RichFilterFunction、 RichReduceFunction 等。
既然“富”,那么它一定会比常规的函数类提供更多、更丰富的功能。与常规函数类的不 同主要在于,富函数类可以获取运行环境的上下文,并拥有一些生命周期方法,所以可以实现更复杂的功能。
一个常见的应用场景就是,如果我们希望连接到一个外部数据库进行读写操作,那么将连接操作放在 map()中显然不是个好选择——因为每来一条数据就会重新连接一次数据库;所以 我们可以在 open()中建立连接,在 map()中读写数据,而在 close()中关闭连接。所以我们推荐的最佳实践如下:
public class MyFlatMap extends RichFlatMapFunction<IN, OUT>> {
@Override
public void open(Configuration configuration) {
// 做一些初始化工作
// 例如建立一个和 MySQL 的连接
}
@Override
public void flatMap(IN in, Collector<OUT out) {
// 对数据库进行读写
}
@Override
public void close() {
// 清理工作,关闭和 MySQL 数据库的连接。
} }
4. 输出算子(Sink)
在 Flink 中,如果我们希望将数据写入外部系统,其实并不是一件难事。我们知道所有算 子都可以通过实现函数类来自定义处理逻辑,所以只要有读写客户端,与外部系统的交互在任 何一个处理算子中都可以实现。例如在 MapFunction 中,我们完全可以构建一个到 Redis 的连接,然后将当前处理的结果保存到 Redis 中。如果考虑到只需建立一次连接,我们也可以利用 RichMapFunction,在 open() 生命周期中做连接操作。
这样看起来很方便,却会带来很多问题。Flink 作为一个快速的分布式实时流处理系统, 对稳定性和容错性要求极高。一旦出现故障,我们应该有能力恢复之前的状态,保障处理结果 的正确性。这种性质一般被称作“状态一致性”。Flink 内部提供了一致性检查点(checkpoint) 来保障我们可以回滚到正确的状态;但如果我们在处理过程中任意读写外部系统,发生故障后就很难回退到从前了。
为了避免这样的问题,Flink 的 DataStream API 专门提供了向外部写入数据的方法:addSink。与 addSource 类似,addSink 方法对应着一个“Sink”算子,主要就是用来实现与外 部系统连接、并将数据提交写入的;Flink 程序中所有对外的输出操作,一般都是利用 Sink 算 子完成的。 Sink 一词有“下沉”的意思,有些资料会相对于“数据源”把它翻译为“数据汇”。不论 怎样理解,Sink 在 Flink 中代表了将结果数据收集起来、输出到外部的意思,所以我们这里统一把它直观地叫作“输出算子”。
Flink 官方提供了一部分的框架的 Sink 连接器。如图所示,列出了 Flink 官方目前支持的第三方系统连接器
我们可以看到,像 Kafka 之类流式系统,Flink 提供了完美对接,source/sink 两端都能连 接,可读可写;而对于 Elasticsearch、文件系统(FileSystem)、JDBC 等数据存储系统,则只提供了输出写入的 sink 连接器。
除 Flink 官方之外,Apache Bahir 作为给 Spark 和 Flink 提供扩展支持的项目,也实现了一些其他第三方系统与 Flink 的连接器。
除此之外,就需要用户自定义实现sink连接器了。
4.1 输出到文件
最简单的输出方式,当然就是写入文件了。对应着读取文件作为输入数据源,Flink 本来 也有一些非常简单粗暴的输出到文件的预实现方法:如 writeAsText()、writeAsCsv(),可以直接将输出结果保存到文本文件或 Csv 文件。但我们知道,这种方式是不支持同时写入一份文 件的;所以我们往往会将最后的 Sink 操作并行度设为 1,这就大大拖慢了系统效率;而且对于故障恢复后的状态一致性,也没有任何保证。所以目前这些简单的方法已经要被弃用。
Flink 为此专门提供了一个流式文件系统的连接器:StreamingFileSink,它继承自抽象类 RichSinkFunction,而且集成了 Flink 的检查点(checkpoint)机制,用来保证精确一次(exactly once)的一致性语义。StreamingFileSink 为批处理和流处理提供了一个统一的 Sink,它可以将分区文件写入 Flink 支持的文件系统。它可以保证精确一次的状态一致性,大大改进了之前流式文件 Sink 的方式。它的主要操作是将数据写入桶(buckets),每个桶中的数据都可以分割成一个个大小有限的分 区文件,这样一来就实现真正意义上的分布式文件存储。我们可以通过各种配置来控制“分桶” 的操作;默认的分桶方式是基于时间的,我们每小时写入一个新的桶。换句话说,每个桶内保 存的文件,记录的都是 1 小时的输出数据。
StreamingFileSink 支持行编码(Row-encoded)和批量编码(Bulk-encoded,比如 Parquet)格式。这两种不同的方式都有各自的构建器(builder),调用方法也非常简单,可以直接调用 StreamingFileSink 的静态方法:
- 行编码:StreamingFileSink.forRowFormat(basePath,rowEncoder)
批量编码:StreamingFileSink.forBulkFormat(basePath,bulkWriterFactory)
在创建行或批量编码 Sink 时,我们需要传入两个参数,用来指定存储桶的基本路径 (basePath)和数据的编码逻辑(rowEncoder 或 bulkWriterFactory)。 下面我们就以行编码为例,将一些测试数据直接写入文件:
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringEncoder;
import org.apache.flink.core.fs.Path;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.sink.filesystem.StreamingFileSink;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.sink.filesystem.rollingpolicies.DefaultRollingPolicy;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class SinkToFileTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(4);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(new Event("Mary",
"./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L),
new Event("Alice", "./prod?id=100", 3000L),
new Event("Alice", "./prod?id=200", 3500L),
new Event("Bob", "./prod?id=2", 2500L),
new Event("Alice", "./prod?id=300", 3600L),
new Event("Bob", "./home", 3000L),
new Event("Bob", "./prod?id=1", 2300L),
new Event("Bob", "./prod?id=3", 3300L));
StreamingFileSink<String> fileSink = StreamingFileSink
.<String>forRowFormat(new Path("./output"),
new SimpleStringEncoder<>("UTF-8"))
.withRollingPolicy(
DefaultRollingPolicy.builder()
.withRolloverInterval(TimeUnit.MINUTES.toMillis(15)
)
.withInactivityInterval(TimeUnit.MINUTES.toMillis(5
))
.withMaxPartSize(1024 * 1024 * 1024)
.build())
.build();
// 将 Event 转换成 String 写入文件
stream.map(Event::toString).addSink(fileSink);
env.execute();
}
}
这里我们创建了一个简单的文件 Sink,通过.withRollingPolicy()方法指定了一个“滚动策 略”。“滚动”的概念在日志文件的写入中经常遇到:因为文件会有内容持续不断地写入,所以 我们应该给一个标准,到什么时候就开启新的文件,将之前的内容归档保存。也就是说,上面 的代码设置了在以下 3 种情况下,我们就会滚动分区文件:
- 至少包含 15 分钟的数据
- 最近 5 分钟没有收到新的数据
- 文件大小已达到 1 GB
4.2 输出到Kafka
和输入源类似,直接看代码吧
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.connectors.kafka.FlinkKafkaProducer;
import java.util.Properties;
public class SinkToKafkaTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
Properties properties = new Properties();
properties.put("bootstrap.servers", "hadoop0:9092");
DataStreamSource<String> stream = env.readTextFile("input/clicks.csv");
stream
.addSink(new FlinkKafkaProducer<String>(
"clicks",
new SimpleStringSchema(),
properties
));
env.execute();
}
}
FlinkKafkaProducer 继承了抽象类 TwoPhaseCommitSinkFunction,这是一个实现了“两阶段提交”的 RichSinkFunction。两阶段提 交提供了 Flink 向 Kafka 写入数据的事务性保证,能够真正做到精确一次(exactly once)的状态一致性。关于这部分内容,我们后续再谈。
可以启动一个消费者查看是否收到了数据
/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server hadoop0:9092 --topic clicks
4.3 输出到Redis
Flink 没有直接提供官方的 Redis 连接器,不过 Bahir 项目还是担任了合格的辅助角色,为我们提供了 Flink-Redis 的连接工具。但版本升级略显滞后,目前连接器版本为 1.0,支持的 Scala 版本最新到 2.11。由于我们的测试不涉及到 Scala 的相关版本变化,所以并不影响使用。
<dependency>
<groupId>org.apache.bahir</groupId>
<artifactId>flink-connector-redis_2.11</artifactId>
<version>1.0</version>
</dependency>
连接器为我们提供了一个 RedisSink,它继承了抽象类 RichSinkFunction,这就是已经实现好的向 Redis 写入数据的 SinkFunction。我们可以直接将 Event 数据输出到 Redis。
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.connectors.redis.RedisSink;
import org.apache.flink.streaming.connectors.redis.common.config.FlinkJedisPoolConfig;
import org.apache.flink.streaming.connectors.redis.common.mapper.RedisCommand;
import org.apache.flink.streaming.connectors.redis.common.mapper.RedisCommandDescription;
import org.apache.flink.streaming.connectors.redis.common.mapper.RedisMapper;
public class SinkToRedisTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
// 创建一个到 redis 连接的配置
FlinkJedisPoolConfig conf = new
FlinkJedisPoolConfig.Builder().setHost("hadoop0").build();
env.addSource(new ClickSource())
.addSink(new RedisSink<Event>(conf, new MyRedisMapper()));
env.execute();
}
}
class MyRedisMapper implements RedisMapper<Event> {
@Override
public String getKeyFromData(Event e) {
return e.user;
}
@Override
public String getValueFromData(Event e) {
return e.url;
}
@Override
public RedisCommandDescription getCommandDescription() {
return new RedisCommandDescription(RedisCommand.HSET, "clicks");
}
}
在这里我们可以看到,保存到 Redis 时调用的命令是 HSET,所以是保存为哈希表(hash),表名为“clicks”;保存的数据以 user 为 key,以 url 为 value,每来一条数据就会做一次转换。
查看Redis是否收到数据
4.4 输出到Elasticsearch
Flink 为 ElasticSearch 专门提供了官方的 Sink 连接器,Flink 1.13 支持当前最新版本的 ElasticSearch
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-elasticsearch7_${scala.binary.version}</artifactId>
<version>${flink.version}</version>
</dependency>
import org.apache.flink.api.common.functions.RuntimeContext;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.connectors.elasticsearch.ElasticsearchSinkFunction;
import org.apache.flink.streaming.connectors.elasticsearch.RequestIndexer;
import org.apache.flink.streaming.connectors.elasticsearch7.ElasticsearchSink;
import org.apache.http.HttpHost;
import org.elasticsearch.action.index.IndexRequest;
import org.elasticsearch.client.Requests;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
public class SinkToEsTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L),
new Event("Alice", "./prod?id=100", 3000L),
new Event("Alice", "./prod?id=200", 3500L),
new Event("Bob", "./prod?id=2", 2500L),
new Event("Alice", "./prod?id=300", 3600L),
new Event("Bob", "./home", 3000L),
new Event("Bob", "./prod?id=1", 2300L),
new Event("Bob", "./prod?id=3", 3300L));
ArrayList<HttpHost> httpHosts = new ArrayList<>();
httpHosts.add(new HttpHost("hadoop0", 9200, "http"));
// 创建一个 ElasticsearchSinkFunction
ElasticsearchSinkFunction<Event> elasticsearchSinkFunction = new
ElasticsearchSinkFunction<Event>() {
@Override
public void process(Event element, RuntimeContext ctx, RequestIndexer
indexer) {
HashMap<String, String> data = new HashMap<>();
data.put(element.user, element.url);
IndexRequest request = Requests.indexRequest()
.index("clicks")
.type("type") // Es 6 必须定义 type
.source(data);
indexer.add(request);
}
};
stream.addSink(new ElasticsearchSink.Builder<Event>(httpHosts,
elasticsearchSinkFunction).build());
env.execute();
}
}
4.5 输出到MySQL(JDBC)
关系型数据库有着非常好的结构化数据设计、方便的 SQL 查询,是很多企业中业务数据 存储的主要形式。MySQL 就是其中的典型代表。尽管在大数据处理中直接与 MySQL 交互的 场景不多,但最终处理的计算结果是要给外部应用消费使用的,而外部应用读取的数据存储往 往就是 MySQL。所以我们也需要知道如何将数据输出到 MySQL 这样的传统数据库。
添加依赖:
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-jdbc_${scala.binary.version}</artifactId>
<version>${flink.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.47</version>
</dependency>
建表语句
create table clicks(
user varchar(20) not null,
url varchar(100) not null);
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.connector.jdbc.JdbcConnectionOptions;
import org.apache.flink.connector.jdbc.JdbcExecutionOptions;
import org.apache.flink.connector.jdbc.JdbcSink;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class SinkToMySQL {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
DataStreamSource<Event> stream = env.fromElements(
new Event("Mary", "./home", 1000L),
new Event("Bob", "./cart", 2000L),
new Event("Alice", "./prod?id=100", 3000L),
new Event("Alice", "./prod?id=200", 3500L),
new Event("Bob", "./prod?id=2", 2500L),
new Event("Alice", "./prod?id=300", 3600L),
new Event("Bob", "./home", 3000L),
new Event("Bob", "./prod?id=1", 2300L),
new Event("Bob", "./prod?id=3", 3300L));
stream.addSink(
JdbcSink.sink(
"INSERT INTO clicks (user, url) VALUES (?, ?)",
(statement, r) -> {
statement.setString(1, r.user);
statement.setString(2, r.url);
},
JdbcExecutionOptions.builder()
.withBatchSize(1000)
.withBatchIntervalMs(200)
.withMaxRetries(5)
.build(),
new JdbcConnectionOptions.JdbcConnectionOptionsBuilder()
.withUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test")
// 对于 MySQL 8.0以上,用"com.mysql.cj.jdbc.Driver"
.withDriverName("com.mysql.jdbc.Driver")
.withUsername("root")
.withPassword("123456")
.build()
)
);
env.execute();
}
}
运行main方法,在MySQL中查看
4.6 自定义输出
如果我们想将数据存储到我们自己的存储设备中,而 Flink 并没有提供可以直接使用的连接器,又该怎么办呢? 与 Source 类似,Flink 为我们提供了通用的 SinkFunction 接口和对应的 RichSinkDunction 抽象类,只要实现它,通过简单地调用 DataStream 的.addSink()方法就可以自定义写入任何外 部存储。之前与外部系统的连接,其实都是连接器帮我们实现了 SinkFunction,现在既然没有 现成的,我们就只好自力更生了。例如,Flink 并没有提供 HBase 的连接器,所以需要我们自己写。
在实现 SinkFunction 的时候,需要重写的一个关键方法 invoke(),在这个方法中我们就可 以实现将流里的数据发送出去的逻辑。
我们这里使用了 SinkFunction 的富函数版本,因为这里我们又使用到了生命周期的概念,创建 HBase 的连接以及关闭 HBase 的连接需要分别放在 open()方法和 close()方法中。
<dependency>
<groupId>org.apache.hbase</groupId>
<artifactId>hbase-client</artifactId>
<version>${hbase.version}</version>
</dependency>
import org.apache.flink.configuration.Configuration;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.sink.RichSinkFunction;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class SinkCustomtoHBase {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
env.fromElements("hello", "world")
.addSink(
new RichSinkFunction<String>() {
public org.apache.hadoop.conf.Configuration configuration; // 管理 Hbase 的配置信息,这里因为 Configuration 的重名问题,将类以完整路径导入
public Connection connection; // 管理 Hbase 连接
@Override
public void open(Configuration parameters) throws Exception {
super.open(parameters);
configuration = HBaseConfiguration.create();
configuration.set("hbase.zookeeper.quorum", "hadoop0:2181");
connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
}
@Override
public void invoke(String value, Context context) throws
Exception {
Table table = connection.getTable(TableName.valueOf("test")); // 表名为 test
Put put = new Put("rowkey".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); // 指定 rowkey
put.addColumn("info".getBytes(StandardCharsets.UTF_8) // 指定列名
, value.getBytes(StandardCharsets.UTF_8) // 写入的数据
, "1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); // 写入的数据
table.put(put); // 执行 put 操作
table.close(); // 将表关闭
}
@Override
public void close() throws Exception {
super.close();
connection.close(); // 关闭连接
}
}
);
env.execute();
}
}
首先提前在HBase中创建test表
create 'test','rowkey','info'
然后执行main方法,在HBase中查看
小结:这里对于转换算子只是一个简单介绍,Flink 中的操作远远不止这些,还有窗口(Window)、多流转换、底层的处理函数(Process Function)以及状态编程等更加高级的用法。 另外由于涉及读写外部系统,我们不只一次地提到了“精确一次(exactly once)”的状态一致性,这也是 Flink 的高级特性之一。关于这些内容,我们将在后续实践中慢慢了解。
本篇大篇幅文字与例子均来自:尚硅谷《剑指大数据-Flink学习精要(Java版)》,欢迎大家购买正版阅读~,如有侵权请联系作者删除。