大数据基础---Flink_Data_Source

一、内置 Data Source

Flink Data Source 用于定义 Flink 程序的数据来源,Flink 官方提供了多种数据获取方法,用于帮助开发者简单快速地构建输入流,具体如下:

1.1 基于文件构建

1. readTextFile(path):按照 TextInputFormat 格式读取文本文件,并将其内容以字符串的形式返回。示例如下:

env.readTextFile(filePath).print();

2. readFile(fileInputFormat, path) :按照指定格式读取文件。

3. readFile(inputFormat, filePath, watchType, interval, typeInformation):按照指定格式周期性的读取文件。其中各个参数的含义如下:

  • inputFormat:数据流的输入格式。
  • filePath:文件路径,可以是本地文件系统上的路径,也可以是 HDFS 上的文件路径。
  • watchType:读取方式,它有两个可选值,分别是 FileProcessingMode.PROCESS_ONCEFileProcessingMode.PROCESS_CONTINUOUSLY:前者表示对指定路径上的数据只读取一次,然后退出;后者表示对路径进行定期地扫描和读取。需要注意的是如果 watchType 被设置为 PROCESS_CONTINUOUSLY,那么当文件被修改时,其所有的内容 (包含原有的内容和新增的内容) 都将被重新处理,因此这会打破 Flink 的 exactly-once 语义。
  • interval:定期扫描的时间间隔。
  • typeInformation:输入流中元素的类型。

使用示例如下:

final String filePath = "D:\\log4j.properties";
final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.readFile(new TextInputFormat(new Path(filePath)),
             filePath,
             FileProcessingMode.PROCESS_ONCE,
             1,
             BasicTypeInfo.STRING_TYPE_INFO).print();
env.execute();

1.2 基于集合构建

1. fromCollection(Collection):基于集合构建,集合中的所有元素必须是同一类型。示例如下:

env.fromCollection(Arrays.asList(1,2,3,4,5)).print();

2. fromElements(T ...): 基于元素构建,所有元素必须是同一类型。示例如下:

env.fromElements(1,2,3,4,5).print();

3. generateSequence(from, to):基于给定的序列区间进行构建。示例如下:

env.generateSequence(0,100);

4. fromCollection(Iterator, Class):基于迭代器进行构建。第一个参数用于定义迭代器,第二个参数用于定义输出元素的类型。使用示例如下:

env.fromCollection(new CustomIterator(), BasicTypeInfo.INT_TYPE_INFO).print();

其中 CustomIterator 为自定义的迭代器,这里以产生 1 到 100 区间内的数据为例,源码如下。需要注意的是自定义迭代器除了要实现 Iterator 接口外,还必须要实现序列化接口 Serializable ,否则会抛出序列化失败的异常:

import java.io.Serializable;
import java.util.Iterator;

public class CustomIterator implements Iterator<Integer>, Serializable {
    private Integer i = 0;

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return i < 100;
    }

    @Override
    public Integer next() {
        i++;
        return i;
    }
}

5. fromParallelCollection(SplittableIterator, Class):方法接收两个参数,第二个参数用于定义输出元素的类型,第一个参数 SplittableIterator 是迭代器的抽象基类,它用于将原始迭代器的值拆分到多个不相交的迭代器中。

1.3 基于 Socket 构建

Flink 提供了 socketTextStream 方法用于构建基于 Socket 的数据流,socketTextStream 方法有以下四个主要参数:

  • hostname:主机名;
  • port:端口号,设置为 0 时,表示端口号自动分配;
  • delimiter:用于分隔每条记录的分隔符;
  • maxRetry:当 Socket 临时关闭时,程序的最大重试间隔,单位为秒。设置为 0 时表示不进行重试;设置为负值则表示一直重试。示例如下:
 env.socketTextStream("192.168.0.229", 9999, "\n", 3).print();

二、自定义 Data Source

2.1 SourceFunction

除了内置的数据源外,用户还可以使用 addSource 方法来添加自定义的数据源。自定义的数据源必须要实现 SourceFunction 接口,这里以产生 [0 , 1000) 区间内的数据为例,代码如下:

final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

env.addSource(new SourceFunction<Long>() {
    
    private long count = 0L;
    private volatile boolean isRunning = true;

    public void run(SourceContext<Long> ctx) {
        while (isRunning && count < 1000) {
            // 通过collect将输入发送出去 
            ctx.collect(count);
            count++;
        }
    }

    public void cancel() {
        isRunning = false;
    }

}).print();
env.execute();

2.2 ParallelSourceFunction 和 RichParallelSourceFunction

上面通过 SourceFunction 实现的数据源是不具有并行度的,即不支持在得到的 DataStream 上调用 setParallelism(n) 方法,此时会抛出如下的异常:

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Source: 1 is not a parallel source

如果你想要实现具有并行度的输入流,则需要实现 ParallelSourceFunction 或 RichParallelSourceFunction 接口,其与 SourceFunction 的关系如下图:

ParallelSourceFunction 直接继承自 ParallelSourceFunction,具有并行度的功能。RichParallelSourceFunction 则继承自 AbstractRichFunction,同时实现了 ParallelSourceFunction 接口,所以其除了具有并行度的功能外,还提供了额外的与生命周期相关的方法,如 open() ,closen() 。

三、Streaming Connectors

3.1 内置连接器

除了自定义数据源外, Flink 还内置了多种连接器,用于满足大多数的数据收集场景。当前内置连接器的支持情况如下:

  • Apache Kafka (支持 source 和 sink)
  • Apache Cassandra (sink)
  • Amazon Kinesis Streams (source/sink)
  • Elasticsearch (sink)
  • Hadoop FileSystem (sink)
  • RabbitMQ (source/sink)
  • Apache NiFi (source/sink)
  • Twitter Streaming API (source)
  • Google PubSub (source/sink)

除了上述的连接器外,你还可以通过 Apache Bahir 的连接器扩展 Flink。Apache Bahir 旨在为分布式数据分析系统 (如 Spark,Flink) 等提供功能上的扩展,当前其支持的与 Flink 相关的连接器如下:

  • Apache ActiveMQ (source/sink)
  • Apache Flume (sink)
  • Redis (sink)
  • Akka (sink)
  • Netty (source)

随着 Flink 的不断发展,可以预见到其会支持越来越多类型的连接器,关于连接器的后续发展情况,可以查看其官方文档:Streaming Connectors 。在所有 DataSource 连接器中,使用的广泛的就是 Kafka,所以这里我们以其为例,来介绍 Connectors 的整合步骤。

3.2 整合 Kakfa

1. 导入依赖

整合 Kafka 时,一定要注意所使用的 Kafka 的版本,不同版本间所需的 Maven 依赖和开发时所调用的类均不相同,具体如下:

Maven 依赖 Flink 版本 Consumer and Producer 类的名称 Kafka 版本
flink-connector-kafka-0.8_2.11 1.0.0 + FlinkKafkaConsumer08
FlinkKafkaProducer08
0.8.x
flink-connector-kafka-0.9_2.11 1.0.0 + FlinkKafkaConsumer09
FlinkKafkaProducer09
0.9.x
flink-connector-kafka-0.10_2.11 1.2.0 + FlinkKafkaConsumer010
FlinkKafkaProducer010
0.10.x
flink-connector-kafka-0.11_2.11 1.4.0 + FlinkKafkaConsumer011
FlinkKafkaProducer011
0.11.x
flink-connector-kafka_2.11 1.7.0 + FlinkKafkaConsumer
FlinkKafkaProducer
>= 1.0.0

这里我使用的 Kafka 版本为 kafka_2.12-2.2.0,添加的依赖如下:

<dependency>
    <groupId>org.apache.flink</groupId>
    <artifactId>flink-connector-kafka_2.11</artifactId>
    <version>1.9.0</version>
</dependency>

2. 代码开发

这里以最简单的场景为例,接收 Kafka 上的数据并打印,代码如下:

final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
Properties properties = new Properties();
// 指定Kafka的连接位置
properties.setProperty("bootstrap.servers", "hadoop001:9092");
// 指定监听的主题,并定义Kafka字节消息到Flink对象之间的转换规则
DataStream<String> stream = env
    .addSource(new FlinkKafkaConsumer<>("flink-stream-in-topic", new SimpleStringSchema(), properties));
stream.print();
env.execute("Flink Streaming");

3.3 整合测试

1. 启动 Kakfa

Kafka 的运行依赖于 zookeeper,需要预先启动,可以启动 Kafka 内置的 zookeeper,也可以启动自己安装的:

# zookeeper启动命令
bin/zkServer.sh start

# 内置zookeeper启动命令
bin/zookeeper-server-start.sh config/zookeeper.properties

启动单节点 kafka 用于测试:

# bin/kafka-server-start.sh config/server.properties

2. 创建 Topic

# 创建用于测试主题
bin/kafka-topics.sh --create \
                    --bootstrap-server hadoop001:9092 \
                    --replication-factor 1 \
                    --partitions 1  \
                    --topic flink-stream-in-topic

# 查看所有主题
 bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server hadoop001:9092

3. 启动 Producer

这里 启动一个 Kafka 生产者,用于发送测试数据:

bin/kafka-console-producer.sh --broker-list hadoop001:9092 --topic flink-stream-in-topic

4. 测试结果

在 Producer 上输入任意测试数据,之后观察程序控制台的输出:

程序控制台的输出如下:

可以看到已经成功接收并打印出相关的数据。

参考资料

  1. data-sources:https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.9/dev/datastream_api.html#data-sources
  2. Streaming Connectors:https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.9/dev/connectors/index.html
  3. Apache Kafka Connector: https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.9/dev/connectors/kafka.html

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posted @ 2020-06-27 21:49  数据驱动  阅读(266)  评论(0编辑  收藏  举报