flink笔记6（接笔记5——转换算子（Transformation），输出算子（Sink））
flink
- 3、转换算子（Transformation）
- （1）基本转换算子
- （2）聚合算子（Aggregation）
- （3）用户自定义函数（UDF）
- （4） 物理分区（Physical Partitioning）
- 4、输出算子（Sink）
- （1）连接到外部系统
- （2）输出到文件
- （3）输出到 Kafka
- （4）输出到 MySQL（JDBC）
- （5）自定义 Sink 输出
3、转换算子（Transformation）
- 数据源读入数据之后，我们就可以使用各种转换算子，将一个或多个 DataStream 转换为新的 DataStream，如图 5-4 所示。一个 Flink 程序的核心，其实就是所有的转换操作，它们决定了处理的业务逻辑。
（1）基本转换算子
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，如图 5-5 所示。
- 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。
- 下面的代码用不同的方式，实现了提取 Event 中的 user 字段的功能。
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;
}
}
}
- 上面代码中，MapFunction 实现类的泛型类型，与输入数据类型和输出数据的类型有关。在实现 MapFunction 接口的时候，需要指定两个泛型，分别是输入事件和输出事件的类型，还需要重写一个 map()方法，定义从一个输入事件转换为另一个输出事件的具体逻辑。
- 另外，细心的读者通过查看 Flink 源码可以发现，基于 DataStream 调用 map 方法，返回的其实是一个 SingleOutputStreamOperator。
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> map(MapFunction<T, R> mapper){}
- 这表示 map 是一个用户可以自定义的转换（transformation）算子，它作用于一条数据流上，转换处理的结果是一个确定的输出类型。当然，SingleOutputStreamOperator 类本身也继承
自 DataStream 类，所以说 map 是将一个 DataStream 转换成另一个 DataStream 是完全正确的。
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，如图 5-6 所示。
- 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、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，如图 5-7 所示。我们此前 WordCount 程序的第一步分词操作，就用到了 flatMap。
- 同 map 一样，flatMap 也可以使用 Lambda 表达式或者 FlatMapFunction 接口实现类的方式来进行传参，返回值类型取决于所传参数的具体逻辑，可以与原数据流相同，也可以不同。 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。
- flatMap 的使用非常灵活，可以对结果进行任意输出，下面就是一个例子：
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);
}
}
}
}
（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。
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，如图 5-8 所示；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;
}
});
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。关于状态的相关知识我们会在后面章节继续讨论。
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。
例如，下面就是对元组数据流进行聚合的测试：
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、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。
- 调用 KeyedStream 的 reduce 方法时，需要传入一个参数，实现 ReduceFunction 接口。接口在源码中的定义如下：
public interface ReduceFunction<T> extends Function, Serializable {
T reduce(T value1, T value2) throws Exception;
}
- 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。
- 下面我们来看一个稍复杂的例子。
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.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）用户自定义函数（UDF）
1、函数类（Function Classes）
- 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。之前我们对于 API 的练习，主要就是基于这种方式。
- 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");
}
}
}
当然还可以通过匿名类来实现 FilterFunction 接口：
DataStream<String> stream = clicks.filter(new FilterFunction<Event>() {
@Override public boolean filter(Event value) throws Exception { return value.url.contains("home");
}
});
为了类可以更加通用，我们还可以将用于过滤的关键字"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);
}
}
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.api.common.functions.MapFunction; import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2; 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。
我们来看一段代码：
// flatMap使用Lambda表达式，抛出异常
DataStream<String> stream2 = clicks.flatMap((event, out) -> { out.collect(event.url);
}); stream2.print();
如果执行程序，Flink 会抛出如下异常：
org.apache.flink.api.common.functions.InvalidTypesException: The generic type parameters of 'Collector' are missing.
In many cases lambda methods don't provide enough information for automatic type extraction when Java generics are involved.
An easy workaround is to use an (anonymous) class instead that implements the 'org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction' interface.
Otherwise the type has to be specified explicitly using type information.
- 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，这会导
致低效的序列化。
// 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);
}
}
}
这些方法对于其它泛型擦除的场景同样适用。
3、富函数类（Rich Function Classes）
- “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。
- 注：生命周期的概念在编程中其实非常重要，到处都有体现。例如：对于 C 语言来说，我们需要手动管理内存的分配和回收，也就是手动管理内存的生命周期。分配内存而不回收，会造成内存泄漏，回收没有分配过的内存，会造成空指针异常。而在 JVM 中，虚拟机会自动帮助我们管理对象的生命周期。对于前端来说，一个页面也会有生命周期。数据库连接、网络连接以及文件描述符的创建和关闭，也都形成了生命周期。所以生命周期的概念在编程中是无处不在的，需要我们多加注意。
- Rich Function 有生命周期的概念。典型的生命周期方法有：
⚫open()方法，是 Rich Function 的初始化方法，也就是会开启一个算子的生命周期。当一个算子的实际工作方法例如 map()或者 filter()方法被调用之前，open()会首先被调用。所以像文件 IO 的创建，数据库连接的创建，配置文件的读取等等这样一次性的工作，都适合在 open()方法中完成。。
⚫close()方法，是生命周期中的最后一个调用的方法，类似于解构方法。一般用来做一些清理工作。 - 需要注意的是，这里的生命周期方法，对于一个并行子任务来说只会调用一次；而对应的，实际工作方法，例如 RichMapFunction 中的
map()，在每条数据到来后都会触发一次调用。 - 来看一个例子：
import org.apache.flink.api.common.functions.RichMapFunction; import org.apache.flink.configuration.Configuration; import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource; import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class RichFunctionTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); env.setParallelism(2);
DataStreamSource<Event> clicks = env.fromElements( new Event("Mary", "./home", 1000L), new Event("Bob", "./cart", 2000L), new Event("Alice", "./prod?id=1", 5 * 1000L), new Event("Cary", "./home", 60 * 1000L) );
// 将点击事件转换成长整型的时间戳输出
clicks.map(new RichMapFunction<Event, Long>() {
@Override public void open(Configuration parameters) throws Exception { super.open(parameters);
System.out.println(" 索 引 为 " +
getRuntimeContext().getIndexOfThisSubtask() + " 的任务开始"); }
@Override public Long map(Event value) throws Exception { return value.timestamp;
}
@Override public void close() throws Exception { super.close();
System.out.println(" 索 引 为
getRuntimeContext().getIndexOfThisSubtask() + " 的任务结束"); }
})
.print();
env.execute();
}
}
" +
输出结果是：
索引为 0 的任务开始索引为 1 的任务开始
1> 1000
2> 2000
2> 60000
1> 5000
索引为 0 的任务结束索引为 1 的任务结束
- 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。 }
}
- 另外，富函数类提供了 getRuntimeContext()方法（我们在本节的第一个例子中使用了一下），可以获取到运行时上下文的一些信息，例如程序执行的并行度，任务名称，以及状态
（state）。这使得我们可以大大扩展程序的功能，特别是对于状态的操作，使得 Flink 中的算子具备了处理复杂业务的能力。关于 Flink 中的状态管理和状态编程，我们会在后续章节逐渐展开。
（4） 物理分区（Physical Partitioning）
- 顾名思义，“分区”（partitioning）操作就是要将数据进行重新分布，传递到不同的流分区去进行下一步处理。其实我们对分区操作并不陌生，前面介绍聚合算子时，已经提到了 keyBy，它就是一种按照键的哈希值来进行重新分区的操作。只不过这种分区操作只能保证把数据按 key“分开”，至于分得均不均匀、每个 key 的数据具体会分到哪一区去，这些是完全无从控制的——所以我们有时也说，keyBy 是一种逻辑分区（logical partitioning）操作。
1、随机分区（shuffle）
- 最简单的重分区方式就是直接“洗牌”。通过调用 DataStream 的.shuffle()方法，将数据随机地分配到下游算子的并行任务中去。
- 随机分区服从均匀分布（uniform distribution），所以可以把流中的数据随机打乱，均匀地传递到下游任务分区，如图 5-9
所示。因为是完全随机的，所以对于同样的输入数据, 每次执行得到的结果也不会相同。
- 经过随机分区之后，得到的依然是一个 DataStream。我们可以做个简单测试：将数据读入之后直接打印到控制台，将输出的并行度设置为 4，中间经历一次 shuffle。执行多次，观察结果是否相同。
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource; import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class ShuffleTest { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建执行环境
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); env.setParallelism(1);
// 读取数据源，并行度为1
DataStreamSource<Event> stream = env.addSource(new ClickSource());
// 经洗牌后打印输出，并行度为4
stream.shuffle().print("shuffle").setParallelism(4);
env.execute();
}
}
2、轮询分区（Round-Robin）
- 轮询也是一种常见的重分区方式。简单来说就是“发牌”，按照先后顺序将数据做依次分发，如图 5-10 所示。通过调用 DataStream 的.rebalance()方法，就可以实现轮询重分区。rebalance 使用的是 Round-Robin 负载均衡算法，可以将输入流数据平均分配到下游的并行任务中去。
- 注：Round-Robin 算法用在了很多地方，例如 Kafka 和 Nginx。
我们同样可以在代码中进行测试：
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource; import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class RebalanceTest { public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建执行环境
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); env.setParallelism(1);
// 读取数据源，并行度为1
DataStreamSource<Event> stream = env.addSource(new ClickSource());
// 经轮询重分区后打印输出，并行度为4
stream.rebalance().print("rebalance").setParallelism(4);
env.execute();
}
}
3、重缩放分区（rescale）
- 重缩放分区和轮询分区非常相似。当调用 rescale()方法时，其实底层也是使用 Round-Robin 算法进行轮询，但是只会将数据轮询发送到下游并行任务的一部分中，如图 5-11 所示。也就是说，“发牌人”如果有多个，那么 rebalance 的方式是每个发牌人都面向所有人发牌；而 rescale 的做法是分成小团体，发牌人只给自己团体内的所有人轮流发牌。
- 当下游任务（数据接收方）的数量是上游任务（数据发送方）数量的整数倍时，rescale 的效率明显会更高。比如当上游任务数量是 2，下游任务数量是 6 时，上游任务其中一个分区的数据就将会平均分配到下游任务的 3 个分区中。
- 由于 rebalance 是所有分区数据的“重新平衡”，当 TaskManager 数据量较多时，这种跨节点的网络传输必然影响效率；而如果我们配置的 task slot 数量合适，用 rescale 的方式进行“局部重缩放”，就可以让数据只在当前 TaskManager 的多个 slot 之间重新分配，从而避免了网络传输带来的损耗。
- 从底层实现上看，rebalance 和 rescale 的根本区别在于任务之间的连接机制不同。rebalance 将会针对所有上游任务（发送数据方）和所有下游任务（接收数据方）之间建立通信通道，这是一个笛卡尔积的关系；而 rescale 仅仅针对每一个任务和下游对应的部分任务之间建立通信通道，节省了很多资源。可以在代码中测试如下：
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment; import org.apache.flink.streaming.api.functions.source.RichParallelSourceFunction;
public class RescaleTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); env.setParallelism(1);
// 这里使用了并行数据源的富函数版本
// 这样可以调用getRuntimeContext方法来获取运行时上下文的一些信息
env
.addSource(new RichParallelSourceFunction<Integer>() {
@Override
public void run(SourceContext<Integer> sourceContext) throws Exception { for (int i = 0; i < 8; i++) {
// 将奇数发送到索引为1的并行子任务
// 将偶数发送到索引为0的并行子任务
if ((i + 1) % 2 == getRuntimeContext().getIndexOfThisSubtask()) { sourceContext.collect(i + 1);
}
}
}
@Override public void cancel() {
}
})
.setParallelism(2)
.rescale()
.print().setParallelism(4);
env.execute();
}
}
这里使用 rescale 方法，来做数据的分区，输出结果是：
4> 3
3> 1
1> 2
1> 6
3> 5
4> 7
2> 4
2> 8
可以将 rescale 方法换成 rebalance 方法，来体会一下这两种方法的区别。
4、广播（broadcast）
这种方式其实不应该叫做“重分区”，因为经过广播之后，数据会在不同的分区都保留一份，可能进行重复处理。可以通过调用 DataStream 的 broadcast()方法，将输入数据复制并发送到下游算子的所有并行任务中去。具体代码测试如下：
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource; import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class BroadcastTest { public static void main(String[] args) throws Exception { // 创建执行环境
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); env.setParallelism(1);
// 读取数据源，并行度为1
DataStreamSource<Event> stream = env.addSource(new ClickSource());
// 经广播后打印输出，并行度为4
stream. broadcast().print("broadcast").setParallelism(4);
env.execute();
}
}
可以看到，数据被复制然后广播到了下游的所有并行任务中去了。
5、全局分区（global）
全局分区也是一种特殊的分区方式。这种做法非常极端，通过调用.global()方法，会将所有的输入流数据都发送到下游算子的第一个并行子任务中去。这就相当于强行让下游任务并行度变成了 1，所以使用这个操作需要非常谨慎，可能对程序造成很大的压力。
6、自定义分区（Custom）
- 当 Flink 提供的所有分区策略都不能满足用户的需求时，我们可以通过使用 partitionCustom()方法来自定义分区策略。
- 在调用时，方法需要传入两个参数，第一个是自定义分区器（Partitioner）对象，第二个是应用分区器的字段，它的指定方式与 keyBy 指定 key 基本一样：可以通过字段名称指定，也可以通过字段位置索引来指定，还可以实现一个 KeySelector。
- 例如，我们可以对一组自然数按照奇偶性进行重分区。代码如下：
import org.apache.flink.api.common.functions.Partitioner; import org.apache.flink.api.java.functions.KeySelector; import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
public class CustomPartitionTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
StreamExecutionEnvironment env =
StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); env.setParallelism(1);
// 将自然数按照奇偶分区
env.fromElements(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
.partitionCustom(new Partitioner<Integer>() {
@Override public int partition(Integer key, int numPartitions) { return key % 2;
}
}, new KeySelector<Integer, Integer>() {
@Override public Integer getKey(Integer value) throws Exception { return value;
}
})
.print().setParallelism(2);
env.execute();
}
}
4、输出算子（Sink）
- Flink 作为数据处理框架，最终还是要把计算处理的结果写入外部存储，为外部应用提供支持，如图 5-12 所示，本节将主要讲解 Flink 中的 Sink 操作。我们已经了解了 Flink 程序如何对数据进行读取、转换等操作，最后一步当然就应该将结果数据保存或输出到外部系统了。
（1）连接到外部系统
- 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”。
- 之前我们一直在使用的 print 方法其实就是一种 Sink，它表示将数据流写入标准控制台打印输出。查看源码可以发现，print 方法返回的就是一个 DataStreamSink。
public DataStreamSink<T> print(String sinkIdentifier) {
PrintSinkFunction<T> printFunction = new PrintSinkFunction<>(sinkIdentifier, false);
return addSink(printFunction).name("Print to Std. Out");
}
与 Source 算子非常类似，除去一些 Flink 预实现的 Sink，一般情况下 Sink 算子的创建是通过调用 DataStream 的.addSink()方法实现的。
stream.addSink(new SinkFunction(…));
- addSource 的参数需要实现一个 SourceFunction 接口；类似地，addSink 方法同样需要传入一个参数，实现的是
SinkFunction 接口。在这个接口中只需要重写一个方法
invoke(),用来将指定的值写入到外部系统中。这个方法在每条数据记录到来时都会调用：
default void invoke(IN value, Context context) throws Exception
- 当然，SinkFuntion 多数情况下同样并不需要我们自己实现。Flink 官方提供了一部分的框架的 Sink 连接器。如图 5-13 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，如图 5-14 所示。
除此以外，就需要用户自定义实现 sink 连接器了。
（2）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.Defa ultRollingPolicy;
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
（3）输出到 Kafka
现在我们要将数据输出到 Kafka，整个数据处理的闭环已经形成，所以可以完整测试如下：
（1）添加 Kafka 连接器依赖
由于我们已经测试过从 Kafka 数据源读取数据，连接器相关依赖已经引入，这里就不重复介绍了。
（2）启动 Kafka 集群
（3）编写输出到 Kafka 的示例代码
我们可以直接将用户行为数据保存为文件 clicks.csv,读取后不做转换直接写入 Kafka，主题（topic）命名为“clicks”。
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", "hadoop102:9092");
DataStreamSource<String> stream = env.readTextFile("input/clicks.csv");
stream
.addSink(new FlinkKafkaProducer<String>(
"clicks", new SimpleStringSchema(), properties
));
env.execute();
}
}
- 这里我们可以看到，addSink 传入的参数是一个 FlinkKafkaProducer。这也很好理解，因为需要向 Kafka 写入数据，自然应该创建一个生产者。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，我们会在后续章节展开介绍。
（4）运行代码，在 Linux 主机启动一个消费者, 查看是否收到数据
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --topic clicks
- 我们可以看到消费者可以正常消费数据，证明向 Kafka 写入数据成功。另外，我们也可以读取 5.2 节中介绍过的任意数据源，进行更多的完整测试。比较有趣的一个实验是，我们可以同时将 Kafka 作为 Flink 程序的数据源和写入结果的外部系统。只要将输入和输出的数据设置为不同的 topic，就可以看到整个系统运行的路径：Flink 从 Kakfa 的一个 topic 读取消费数据，然后进行处理转换，最终将结果数据写入 Kafka 的另一个 topic——数据从 Kafka 流入、经 Flink 处理后又流回到 Kafka 去，这就是所谓的“数据管道”应用。
（4）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。写入数据的 MySQL 的测试步骤如下。
（1）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>
（2）启动 MySQL，在 database 库下建表 clicks
mysql> create table clicks(
-> user varchar(20) not null,
-> url varchar(100) not null);
（3）编写输出到 MySQL 的示例代码
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/userbe havior")
// 对于MySQL 5.7，用"com.mysql.jdbc.Driver"
.withDriverName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")
.withUsername("username")
.withPassword("password")
.build()
)
);
env.execute();
}
}
（4）运行代码，用客户端连接 MySQL，查看是否成功写入数据。
mysql> select * from clicks;
+------+--------------+
| user | url |
+------+--------------+
| Mary | ./home |
| Alice| ./prod?id=300 |
| Bob | ./prod?id=3 |
+------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)
（5）自定义 Sink 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。
（1）导入依赖
<dependency>
<groupId>org.apache.hbase</groupId>
<artifactId>hbase-client</artifactId>
<version>${hbase.version}</version>
</dependency>
（2）编写输出到 HBase 的示例代码
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",
"hadoop102:2181");
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();
}
}
（3）可以在 HBase 查看插入的数据。