Flink核心概念小结

发布于:2025-05-27 ⋅ 阅读:(40) ⋅ 点赞:(0)

前言

引言

数据流API

基于POJO的数据流

一般来说flink中的源数据我们都会以简单java对象即pojo(Plain Ordinary Java Object )的形式进行传输或游走,只要满足以下条件,flink就会识别这些数据类型:

  1. 类中所有非静态、非transient修饰的字段,要么以public且非final修饰或者对外提供get和set方法
  2. 该类不存在非静态的内部类
  3. 提供无参构造函数

对应的我们给出日常比较常用的POJO 示例,即私有成员但是提供get、set符合上述的要求:

public class Person {
   

    
    private String name;
    private Integer age;

    //提供无参构造函数
    public Person() {
   
    }

    public Person(String name, Integer age) {
   
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    //......
    //get set方法
}

以上述POJO作为源数据,可以看到笔者通过StreamExecutionEnvironment 构建流的执行环境,并通过fromData进行关联:

	final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

        //使用 fromData 关联源数据
        DataStreamSource<Person> source = env.fromData(new Person("Alice", 18),
                new Person("Bob", 28),
                new Person("Charlie", 32));

基于上述的源数据利用DataStream api尝试过滤出18岁以上的person数据并将过滤结果打印输出:



        //基于  filter过滤出大于18岁的person
        SingleOutputStreamOperator<Person> filterRes = source.filter(person -> person.getAge() > 18);
        //输出打印
        filterRes.print();
      

flink中的流操作和lambda类似需要有一个终端操作才能启动运行,所以我们再完成上述的执行环境设置之后,需确保通过 env.execute();将当前job提交到JobManagerJobManager 切割为无数个子并行任务分发到指定的Task Managers 的slot槽中等待运行:

  //执行execute后,上述任务提交到JobManager中的taskmanager某个slot中等待执行,若没提交这个则不会execute执行,这一点和java lambda的终端流操作思想一致
        env.execute();

需要补充的是,flinkfromData方法提供了多种的重载,上面的示例我们也可以通过List的方式将源数据传入:

List<Person> list = Arrays.asList(new Person("Alice", 18),
                new Person("Bob", 28),
                new Person("Charlie", 32));
        //使用 fromData 关联源数据
        DataStreamSource<Person> source = env.fromData(list);

基本源流配置示例

上述的示例我们基于DataStreamfromData方法来构建一些简单源流,实际上flink支持在配置直接直接指明文件流或者socket流,因为socket流相对于物理文件流更常用,所以我们给出一个采集本地9999端口的socket流示例:

final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
        DataStream<String> dataStream = env.socketTextStream("localhost", 9999);

因为我们本案例发送的数据格式为hello,序列化的person对象的json字符串,所以收到数据流之后需要对数据进行提取转换,所以我们还是通过map和filter完成映射转换和过滤:

dataStream.map(s -> {
   
                    String jsonStr = s.substring(s.indexOf(",")+1);
                    Person person = JSONUtil.toBean(jsonStr, Person.class);
                   
                    return person;
                })
                .filter(p -> p.getAge() > 18).print();

        env.execute();

为了方便测试,笔者这里给出个人服务端socket代码使用示例,当然读者也可以在自己的系统上使用nc示例完成:

public static void main(String[] args) {
   
        try {
   
            // 1. 创建ServerSocket,监听9999端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
            System.out.println("服务器启动,等待客户端连接...");

            // 2. 接受客户端连接
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            System.out.println("客户端已连接: " + clientSocket.getInetAddress());

            // 3. 获取输出流,用于向客户端发送数据
            PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);

            // 4. 每隔1秒发送"hello"
            while (true) {
   
                Person person = new Person(RandomUtil.randomString(3), RandomUtil.randomInt(35));
                out.println("hello," + JSONUtil.toJsonStr(person));
                System.out.println("服务器发送: hello " + JSONUtil.toJsonStr(person));
                Thread.sleep(1000); // 暂停1秒
            }

            // 注意:这里为了简化代码,没有关闭资源,实际应用应该添加try-catch-finally
        } catch (Exception e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
    }

可以看到转换和实际收到的数据流结果如下:


2> {
   "name":"Qex","age":27}
7> {
   "name":"nH7","age":25}
14> {
   "name":"zmN","age":34}

在实际的应用中这种配置方式常用于那些高吞吐、低延迟的数据源,例如Kafka这样的消息中间件,这一点flink也提供和上述一样方便的操作API。

基本流接收器

上文过滤出成年person的例子中我们在完成filter过滤后调用print方法进行打印输出,实际上其原理本质上就是为这个源流添加一个以打印输出的sink,这一点我们可以查看DataStream的print方法源码知晓:

@PublicEvolving
    public DataStreamSink<T> print() {
   
        PrintSinkFunction<T> printFunction = new PrintSinkFunction<>();
        return addSink(printFunction).name("Print to Std. Out");
    }

同时我们也需要说明在输出结果前面类似于14>7>代表当前输出是由哪个并行流线程(子任务)执行。

当然关于接收器我们也可以基于源数据类型进行自定义,例如下面这段代码,笔者指明源数据为person希望按照我们预期的方式打印,可通过创建一个SinkFunction指明person泛型重写invoke实现自定义输出逻辑:

final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

        List<Person> list = Arrays.asList(new Person("Alice", 18),
                new Person("Bob", 28),
                new Person("Charlie", 32));
        //使用 fromData 关联源数据
        DataStreamSource<Person> source = env.fromData(list);
        //添加一个person的s

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