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移动端

5分钟从零构建第一个 Flink 应用

在本文中,我们将从零开始,教您如何构建第一个 Flink 应用程序。Flink 可以运行在 Linux, Max OS X, 或者是 Windows 上。为了开发 Flink 应用程序,在本地机器上需要有 Java 8.x 和 maven 环境。

作者:佚名来源:Jark's Blog|2018-11-08 13:53

在本文中,我们将从零开始,教您如何构建第一个 Flink 应用程序。

开发环境准备

Flink 可以运行在 Linux, Max OS X, 或者是 Windows 上。为了开发 Flink 应用程序,在本地机器上需要有 Java 8.x 和 maven 环境。

如果有 Java 8 环境,运行下面的命令会输出如下版本信息:

  1. $ java -version 
  2. java version "1.8.0_65" 
  3. Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_65-b17) 
  4. Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.65-b01, mixed mode) 

如果有 maven 环境,运行下面的命令会输出如下版本信息:

  1. $ mvn -version 
  2. Apache Maven 3.5.4 (1edded0938998edf8bf061f1ceb3cfdeccf443fe; 2018-06-18T02:33:14+08:00) 
  3. Maven home: /Users/wuchong/dev/maven 
  4. Java version: 1.8.0_65, vendor: Oracle Corporation, runtime: /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_65.jdk/Contents/Home/jre 
  5. Default locale: zh_CN, platform encoding: UTF-8 
  6. OS name"mac os x", version: "10.13.6", arch: "x86_64", family: "mac" 

另外我们推荐使用 ItelliJ IDEA (社区免费版已够用)作为 Flink 应用程序的开发 IDE。Eclipse 虽然也可以,但是 Eclipse 在 Scala 和 Java 混合型项目下会有些已知问题,所以不太推荐 Eclipse。下一章节,我们会介绍如何创建一个 Flink 工程并将其导入 ItelliJ IDEA。

创建 Maven 项目

我们将使用 Flink Maven Archetype 来创建我们的项目结构和一些初始的默认依赖。在你的工作目录下,运行如下命令来创建项目:

  1. mvn archetype:generate \ 
  2.     -DarchetypeGroupId=org.apache.flink \ 
  3.     -DarchetypeArtifactId=flink-quickstart-java \ 
  4.     -DarchetypeVersion=1.6.1 \ 
  5.     -DgroupId=my-flink-project \ 
  6.     -DartifactId=my-flink-project \ 
  7.     -Dversion=0.1 \ 
  8.     -Dpackage=myflink \ 
  9.     -DinteractiveMode=false 

你可以编辑上面的 groupId, artifactId, package 成你喜欢的路径。使用上面的参数,Maven 将自动为你创建如下所示的项目结构:

  1. $ tree my-flink-project 
  2. my-flink-project 
  3. ├── pom.xml 
  4. └── src 
  5.     └── main 
  6.         ├── java 
  7.         │   └── myflink 
  8.         │       ├── BatchJob.java 
  9.         │       └── StreamingJob.java 
  10.         └── resources 
  11.             └── log4j.properties 

我们的 pom.xml 文件已经包含了所需的 Flink 依赖,并且在 src/main/java 下有几个示例程序框架。接下来我们将开始编写第一个 Flink 程序。

编写 Flink 程序

启动 IntelliJ IDEA,选择 “Import Project”(导入项目),选择 my-flink-project 根目录下的 pom.xml。根据引导,完成项目导入。

在 src/main/java/myflink 下创建 SocketWindowWordCount.java 文件:

  1. package myflink; 
  2. public class SocketWindowWordCount { 
  3.   public static void main(String[] args) throws Exception { 
  4.   } 

现在这程序还很基础,我们会一步步往里面填代码。注意下文中我们不会将 import 语句也写出来,因为 IDE 会自动将他们添加上去。在本节末尾,我会将完整的代码展示出来,如果你想跳过下面的步骤,可以直接将最后的完整代码粘到编辑器中。

Flink 程序的第一步是创建一个 StreamExecutionEnvironment 。这是一个入口类,可以用来设置参数和创建数据源以及提交任务。所以让我们把它添加到 main 函数中:

  1. StreamExecutionEnvironment see = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); 

下一步我们将创建一个从本地端口号 9000 的 socket 中读取数据的数据源:

  1. DataStream text = env.socketTextStream("localhost", 9000, "\n"); 

这创建了一个字符串类型的 DataStream。DataStream 是 Flink 中做流处理的核心 API,上面定义了非常多常见的操作(如,过滤、转换、聚合、窗口、关联等)。在本示例中,我们感兴趣的是每个单词在特定时间窗口中出现的次数,比如说5秒窗口。为此,我们首先要将字符串数据解析成单词和次数(使用Tuple2表示),第一个字段是单词,第二个字段是次数,次数初始值都设置成了1。我们实现了一个 flatmap 来做解析的工作,因为一行数据中可能有多个单词。

  1. DataStream<Tuple2<String, Integer>> wordCounts = text 
  2.         .flatMap(new FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Integer>>() { 
  3.           @Override 
  4.           public void flatMap(String value, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) { 
  5.             for (String word : value.split("\\s")) { 
  6.               out.collect(Tuple2.of(word, 1)); 
  7.             } 
  8.           } 
  9.         }); 

接着我们将数据流按照单词字段(即0号索引字段)做分组,这里可以简单地使用 keyBy(int index) 方法,得到一个以单词为 key 的Tuple2数据流。然后我们可以在流上指定想要的窗口,并根据窗口中的数据计算结果。在我们的例子中,我们想要每5秒聚合一次单词数,每个窗口都是从零开始统计的。

  1. DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowCounts = wordCounts 
  2.         .keyBy(0) 
  3.         .timeWindow(Time.seconds(5)) 
  4.         .sum(1); 

第二个调用的 .timeWindow() 指定我们想要5秒的翻滚窗口(Tumble)。第三个调用为每个key每个窗口指定了sum聚合函数,在我们的例子中是按照次数字段(即1号索引字段)相加。得到的结果数据流,将每5秒输出一次这5秒内每个单词出现的次数。

最后一件事就是将数据流打印到控制台,并开始执行:

  1. windowCounts.print().setParallelism(1); 
  2. env.execute("Socket Window WordCount"); 

最后的 env.execute 调用是启动实际Flink作业所必需的。所有算子操作(例如创建源、聚合、打印)只是构建了内部算子操作的图形。只有在execute()被调用时才会在提交到集群上或本地计算机上执行。

下面是完整的代码,部分代码经过简化(代码在 GitHub 上也能访问到):

  1. package myflink; 
  2. import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction; 
  3. import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2; 
  4. import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream; 
  5. import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment; 
  6. import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time
  7. import org.apache.flink.util.Collector; 
  8. public class SocketWindowWordCount { 
  9.   public static void main(String[] args) throws Exception { 
  10.     // 创建 execution environment 
  11.     final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); 
  12.     // 通过连接 socket 获取输入数据,这里连接到本地9000端口,如果9000端口已被占用,请换一个端口 
  13.     DataStream<String> text = env.socketTextStream("localhost", 9000, "\n"); 
  14.     // 解析数据,按 word 分组,开窗,聚合 
  15.     DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowCounts = text 
  16.         .flatMap(new FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Integer>>() { 
  17.           @Override 
  18.           public void flatMap(String value, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) { 
  19.             for (String word : value.split("\\s")) { 
  20.               out.collect(Tuple2.of(word, 1)); 
  21.             } 
  22.           } 
  23.         }) 
  24.         .keyBy(0) 
  25.         .timeWindow(Time.seconds(5)) 
  26.         .sum(1); 
  27.     // 将结果打印到控制台,注意这里使用的是单线程打印,而非多线程 
  28.     windowCounts.print().setParallelism(1); 
  29.     env.execute("Socket Window WordCount"); 
  30.   } 

运行程序

要运行示例程序,首先我们在终端启动 netcat 获得输入流:

  1. nc -lk 9000 

如果是 Windows 平台,可以通过 https://nmap.org/ncat/ 安装 ncat 然后运行:

  1. ncat -lk 9000 

然后直接运行SocketWindowWordCount的 main 方法。

只需要在 netcat 控制台输入单词,就能在 SocketWindowWordCount 的输出控制台看到每个单词的词频统计。如果想看到大于1的计数,请在5秒内反复键入相同的单词。

5分钟从零构建第一个 Flink 应用

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