如何构建Apache Flink应用

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这篇文章主要介绍了如何构建 Apache Flink 应用，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让丸趣 TV 小编带着大家一起了解一下。

1、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：

$ java -version
java version  1.8.0_65 
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_65-b17)
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：

$ mvn -version
Apache Maven 3.5.4 (1edded0938998edf8bf061f1ceb3cfdeccf443fe; 2018-06-18T02:33:14+08:00)
Maven home: /Users/wuchong/dev/maven
Java version: 1.8.0_65, vendor: Oracle Corporation, runtime: /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_65.jdk/Contents/Home/jre
Default locale: zh_CN, platform encoding: UTF-8
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。

2、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：

package myflink;
public class SocketWindowWordCount { public static void main(String[] args) throws Exception { }
}

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：

StreamExecutionEnvironment env = 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：

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 String, Integer 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。

DataStream  wordCounts = text
 .flatMap(new FlatMapFunction () {
 @Override
 public void flatMap(String value, Collector  out) { for (String word : value.split( \\s)) { out.collect(Tuple2.of(word, 1));
 }
 }
 });

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 String, Integer 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：

DataStream  windowCounts = wordCounts
 .keyBy(0)
 .timeWindow(Time.seconds(5))
 .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：

windowCounts.print().setParallelism(1);
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）：

package myflink;
import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time;
import org.apache.flink.util.Collector;
public class SocketWindowWordCount {public static void main(String[] args) throws Exception {
 //  创建  execution environment
 StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
 //  通过连接  socket  获取输入数据，这里连接到本地 9876 端口，如果 9876 端口已被占用，请换一个端口
 DataStream String  text = env.socketTextStream( localhost , 9876,  \n 
 //  解析数据，按  word  分组，开窗，聚合
 DataStream Tuple2 String, Integer  windowCounts = text
 .flatMap(new FlatMapFunction String, Tuple2 String, Integer () {
 @Override
 public void flatMap(String value, Collector Tuple2 String, Integer  out) {for (String word : value.split( \\s)) {out.collect(Tuple2.of(word, 1));
 .keyBy(0)
 .timeWindow(Time.seconds(5))
 .sum(1);
 //  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
 windowCounts.print().setParallelism(1);
 env.execute(Socket Window WordCount}

3、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：

nc -lk 9000

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

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。

我这里写了个简单的 tcp_server.py 模拟上述手动 nc 操作，大家可以持续观察 flink 窗口统计结果正确性：

import socket
import string
import random
import time
import datetime
import os
from collections import Counter
tcpServerSocket = socket.socket()
host, port =  localhost , 9876 # host = socket.gethostname()# 获取本地主机名
tcpServerSocket.bind((host, port))
tcpServerSocket.listen(2) #  代办事件中排队等待 connect 的最大数目

def sleep_some_time(start_time):
 end_time = datetime.datetime.now()
 rest_time = 5 - (end_time-start_time).seconds
 sleep_time = rest_time if 0  = rest_time  = 5 else 0
 time.sleep(sleep_time)

while True:
 #sck 是该 connection 上可以发送和接收数据的新套接字对象, addr 是与 connection 另一端的套接字绑定的地址
 sck, addr = tcpServerSocket.accept()
 print(客户端连接地址：, addr)
 print_flag = 0
 while 1:
 start_time = datetime.datetime.now()
 window_cycle_count = 1
 ascii_lowercase_list = []
 print_flag += 1
 if print_flag % 2 == 0:
 sck.send((-------------------------------  +  \n).encode())
 sleep_some_time(start_time)
 continue
 print(   + start_time.strftime( %Y-%m-%d %H:%M:%S))
 while window_cycle_count   6:
 for _ in range(random.choice(range(6))):
 ascii_lowercase = random.choice(string.ascii_lowercase[0:10])
 sck.send((ascii_lowercase +  \n).encode())
 ascii_lowercase_list.append(ascii_lowercase)
 window_cycle_count += 1
 print(Counter(ascii_lowercase_list))
 sleep_some_time(start_time)
 print(   + datetime.datetime.now().strftime(%Y-%m-%d %H:%M:%S) +  \n )

感谢你能够认真阅读完这篇文章，希望丸趣 TV 小编分享的“如何构建 Apache Flink 应用”这篇文章对大家有帮助，同时也希望大家多多支持丸趣 TV，关注丸趣 TV 行业资讯频道，更多相关知识等着你来学习!

正文完