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FlinkSql之TableAPI詳解

2022-11-01 07:32:33 資料庫

一、FlinkSql的概念

核心概念

Flink 的 Table APISQL 是流批統一的 API, 這意味著 Table API & SQL 在無論有限的批式輸入還是無限的流式輸入下,都具有相同的語意, 因為傳統的關系代數以及 SQL 最開始都是為了批式處理而設計的, 關系型查詢在流式場景下不如在批式場景下容易理解.

動態表和連續查詢

動態表(Dynamic Tables) 是 Flink 的支持流資料的 Table API 和 SQL 的核心概念,

與表示批處理資料的靜態表不同,動態表是隨時間變化的,可以像查詢靜態批處理表一樣查詢它們,查詢動態表將生成一個連續查詢(Continuous Query),一個連續查詢永遠不會終止,結果會生成一個動態表,查詢不斷更新其(動態)結果表,以反映其(動態)輸入表上的更改,

TableAPI

首先需要匯入依賴

 <dependency>
     <groupId>org.apache.flink</groupId>
     <artifactId>flink-table-planner-blink_${scala.binary.version}</artifactId>
     <version>${flink.version}</version>
     <scope>provided</scope>
 </dependency>
 <dependency>
     <groupId>org.apache.flink</groupId>
     <artifactId>flink-streaming-scala_${scala.binary.version}</artifactId>
     <version>${flink.version}</version>
     <scope>provided</scope>
 </dependency>
 <dependency>
     <groupId>org.apache.flink</groupId>
     <artifactId>flink-csv</artifactId>
     <version>${flink.version}</version>
 </dependency>
 <dependency>
     <groupId>org.apache.flink</groupId>
     <artifactId>flink-json</artifactId>
     <version>${flink.version}</version>
 </dependency>
 ?
 <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.commons/commons-compress -->
 <dependency>
     <groupId>org.apache.commons</groupId>
     <artifactId>commons-compress</artifactId>
     <version>1.21</version>
 </dependency>
 /**
  * 使用TableAPI的基本套路:
  * 1.創建表的執行環境
  * 2.創建表,將流轉換為動態表,表的欄位名從bean的屬性名自動抽取
  * 3.對動態表進行查詢
  * 4.把動態表轉換為流
  */

這里需要注意的問題:

1.TableAPI 中將動態表轉換為流時有兩種方法

 DataStream<Row> rowDataStream = tableEnvironment.toAppendStream(result, Row.class);

toAppendStream方法只能在查詢時使用,不能使用包含聚合函式等更新陳述句

 DataStream<Tuple2<Boolean, Row>> tuple2DataStream = tableEnvironment.toRetractStream(select, Row.class);

toRetractStream則可以使用

2.上述兩種方法內傳入的引數Row.class,表示將表中查詢出的資料封裝為行型別,也就是對每行進行封裝,解決查詢出的資料列少于或者多于原表,如何能夠確保所查詢的資料與之前封裝的Bean有完全一致的結構則也可以封裝為原Bean.class

代碼實作:

 package net.cyan.FlinkSql;
 ?
 import net.cyan.POJO.WaterSensor;
 import org.apache.flink.api.common.functions.FilterFunction;
 import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
 import org.apache.flink.configuration.Configuration;
 import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
 import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
 import org.apache.flink.streaming.api.datastream.SingleOutputStreamOperator;
 import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
 import org.apache.flink.table.api.Table;
 import org.apache.flink.table.api.bridge.java.StreamTableEnvironment;
 import org.apache.flink.types.Row;
 ?
 import static org.apache.flink.table.api.Expressions.$;
 ?
 /**
  * 使用TableAPI的基本套路:
  * 1.創建表的執行環境
  * 2.創建表,將流轉換為動態表,表的欄位名從bean的屬性名自動抽取
  * 3.對動態表進行查詢
  * 4.把動態表轉換為流
  */
 public class Demo1 {
     public static void main(String[] args) {
         Configuration configuration=new Configuration();
         configuration.setInteger("rest.port",3333);
         //創建執行環境
         StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(configuration);
         env.setParallelism(1);
         //模擬資料
         DataStreamSource<WaterSensor> WaterSensorSource = env.fromElements(
                 new WaterSensor("S1", 1000L, 10),
                 new WaterSensor("S1", 1000L, 10),
                 new WaterSensor("S2", 2000L, 20),
                 new WaterSensor("S3", 3000L, 30),
                 new WaterSensor("S4", 4000L, 40),
                 new WaterSensor("S5", 5000L, 50)
        );
         //創建表的執行環境
         StreamTableEnvironment tableEnvironment = StreamTableEnvironment.create(env);
         //創建表,將流轉換為動態表,表的欄位名從bean的屬性名自動抽取
         Table table = tableEnvironment.fromDataStream(WaterSensorSource);
         //對表進行查詢
         //1、過時的查詢書寫
         Table result = table
                .where("id='S1'")
                .select("*");
         //2、不過時的書寫
         Table result1 = table
 //               .where($("id").isEqual("S1"))
                .select($("id"), $("ts"), $("vc"));
         //3.聚合函式
         Table select = table
                .groupBy($("id"))
                .aggregate($("vc").sum().as("sum_vc"))
                .select($("id"), $("sum_vc"));
         //把動態表轉換為流,使用到了之前創建的表運行環境
 ?
         SingleOutputStreamOperator<Row> tuple2DataStream = tableEnvironment
                .toRetractStream(select, Row.class)
                .filter(t -> t.f0)
                .map(t -> t.f1);
 //       DataStream<Row> rowDataStream = tableEnvironment.toAppendStream(result, Row.class);
 //       DataStream<Row> rowDataStream1 = tableEnvironment.toAppendStream(result1, Row.class);
 //       rowDataStream.print();
 //       rowDataStream1.print();
         tuple2DataStream.print();
 ?
 ?
         try {
             //啟動執行環境
             env.execute();
        } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
        }
 ?
 ?
 ?
    }
 }

 

二、TableAPI讀取檔案

使用TableAPI讀取檔案時,我們首先需要知道去哪里讀取也就是檔案路徑、讀取檔案的格式、讀取出來的資料的結構也就是結果表的表結構及表名

 package net.cyan.FlinkSql;
 ?
 import org.apache.flink.configuration.Configuration;
 import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
 ?
 import org.apache.flink.table.api.DataTypes;
 import org.apache.flink.table.api.Table;
 import org.apache.flink.table.api.bridge.java.StreamTableEnvironment;
 import org.apache.flink.table.descriptors.Csv;
 import org.apache.flink.table.descriptors.FileSystem;
 import org.apache.flink.table.descriptors.Schema;
 import org.apache.flink.table.types.DataType;
 ?
 import static org.apache.flink.table.api.Expressions.$;
 ?
 public class Demo2_readWriteText {
     public static void main(String[] args) {
         //創建執行環境
 //       Configuration configuration = new Configuration();
 //       configuration.setInteger("rest.port", 3333);
         StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
         env.setParallelism(1);
         StreamTableEnvironment talEnv = StreamTableEnvironment.create(env);
         //創建查詢的資料結果封裝型別
         Schema schema = new Schema()
                .field("id", DataTypes.STRING())
                .field("ts", DataTypes.BIGINT())
                .field("vc", DataTypes.INT());
         talEnv
                .connect(new FileSystem().path("input/sensor.txt"))  //讀取檔案路徑
                .withFormat(new Csv()) //讀取檔案的資料格式
                .withSchema(schema) //讀取出來的資料格式
                .createTemporaryTable("sensor");//定義結果表名
 ?
         //進行查詢
         Table select = talEnv.from("sensor")
                .where($("id").isEqual("sensor_1"))
                .select($("id"), $("ts"), $("vc"));
 ?
 ?
         //將查詢結果寫入到新檔案中
         //同樣建立一個動態表連接
         talEnv
                .connect(new FileSystem().path("input/b.txt"))  //寫入路徑
                .withFormat(new Csv()) //寫入檔案的資料格式
                .withSchema(schema) //寫入的資料格式
                .createTemporaryTable("abc");//定義寫入表名
         //進行寫入操作
 ?
         select.executeInsert("abc");
 ?
 //       try {
 //           //啟動執行環境
 //           env.execute();
 //       } catch (Exception e) {
 //           e.printStackTrace();
 //       }
 ?
    }
 }

 

三、TableAPI 讀取、寫入Kakfa

基本流程

1>需要創建表的運行環境

 //創建表的運行環境
 StreamTableEnvironment tabEnv = StreamTableEnvironment.create(env);

2>創建查詢出的資料寫出結構

 //創建表結構
 Schema schema=new Schema()
        .field("id",DataTypes.STRING())
        .field("ts",DataTypes.BIGINT())
        .field("vc",DataTypes.INT());

3> 創建kafka連接

 //創建kafka連接
 tabEnv.connect(
         new Kafka()
        .version("universal")// 版本號
        .property("bootstrap.servers","hadoop102:9092")//地址
        .property("group.id","cy")//消費者組
        .topic("first")//消費主題
 ?
  )
        .withFormat(new Json())//寫入的格式
        .withSchema(schema)
        .createTemporaryTable("a");//臨時表

4> 進行查詢

 //創建表
 Table select = tabEnv.from("a").select("*");

5> 創建寫入kafka連接

 //創建寫入主題
 tabEnv.connect(
         new Kafka()
                .version("universal")// 版本號
                .property("bootstrap.servers","hadoop102:9092")//地址
                .topic("first1")//消費主題
                .sinkPartitionerRoundRobin()//隨機磁區
 ?
 )
        .withFormat(new Json())//寫入的格式
        .withSchema(schema)
        .createTemporaryTable("c");

6> 寫入

 //寫入
 select.executeInsert("c");

完整代碼如下

 package net.cyan.FlinkSql;
 ?
 import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
 import org.apache.flink.table.api.DataTypes;
 import org.apache.flink.table.api.Table;
 import org.apache.flink.table.api.bridge.java.StreamTableEnvironment;
 import org.apache.flink.table.descriptors.Json;
 import org.apache.flink.table.descriptors.Kafka;
 import org.apache.flink.table.descriptors.Schema;
 ?
 public class Demo5_readWriteKafka {
     public static void main(String[] args) {
        //創建執行環境
        StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
         //創建表的運行環境
         StreamTableEnvironment tabEnv = StreamTableEnvironment.create(env);
         //創建表結構
         Schema schema=new Schema()
                .field("id",DataTypes.STRING())
                .field("ts",DataTypes.BIGINT())
                .field("vc",DataTypes.INT());
         //創建kafka連接
         tabEnv.connect(
                 new Kafka()
                .version("universal")// 版本號
                .property("bootstrap.servers","hadoop102:9092")//地址
                .property("group.id","cy")//消費者組
                .topic("first")//消費主題
 ?
          )
                .withFormat(new Json())//寫入的格式
                .withSchema(schema)
                .createTemporaryTable("a");
         //創建表
         Table select = tabEnv.from("a").select("*");
         //創建寫入主題
         tabEnv.connect(
                 new Kafka()
                        .version("universal")// 版本號
                        .property("bootstrap.servers","hadoop102:9092")//地址
                        .topic("first1")//消費主題
                        .sinkPartitionerRoundRobin()//隨即磁區
 ?
        )
                .withFormat(new Json())//寫入的格式
                .withSchema(schema)
                .createTemporaryTable("c");
 ?
         //寫入
         select.executeInsert("c");
 ?
 ?
    }
 }
 

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