Flink入门之Flink程序开发步骤（java语言）

注：本篇章的flink学习均是基于java开发语言我们如果要使用flink进行计算开发，一个完整的开发步骤是怎样的呢？前情回顾：什么叫有界数据流，什么叫无界数据流（何为流处理，何为批处理）？- Batch Analytics，右边是 Streaming Analytics。批量计算: 统一收集数据->存储到DB->对数据进行批量处理，对数据实时性邀请不高，比如生成离线报表、月汇总，支付

保护我方胖虎

27376人浏览 · 2021-03-31 22:25:17

保护我方胖虎 · 2021-03-31 22:25:17 发布

文章目录

（0）开发程序所需依赖
（1）获取执行环境
（2）加载/创建数据源
（3）数据转换处理
（4）处理后数据放置/输出
（5）执行计算程序
（6）完整示例

注：本篇章的flink学习均是基于java开发语言

我们如果要使用flink进行计算开发，一个完整的开发步骤是怎样的呢？

前情回顾：什么叫有界数据流，什么叫无界数据流（何为流处理，何为批处理）？

- Batch Analytics，右边是 Streaming Analytics。批量计算: 统一收集数据->存储到DB->对数据进行批量处理，对数据实时性邀请不高，比如生成离线报表、月汇总，支付宝年度账单（一年结束批处理计算）

- Streaming Analytics 流式计算，顾名思义，就是对数据流进行处理，如使用流式分析引擎如 Storm，Flink 实时处理分析数据，应用较多的场景如实时报表、车辆实时报警计算等等。

（0）开发程序所需依赖

<properties>
    <encoding>UTF-8</encoding>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    <java.version>1.8</java.version>
    <scala.version>2.12</scala.version>
    <flink.version>1.12.2</flink.version>
</properties>
<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-clients_2.12</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-scala_2.12</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-java</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-streaming-scala_2.12</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-streaming-java_2.12</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-table-api-scala-bridge_2.12</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.flink</groupId>
            <artifactId>flink-table-api-java-bridge_2.12</artifactId>
            <version>${flink.version}</version>
        </dependency>
</dependencies>
    <build>
        <sourceDirectory>src/main/java</sourceDirectory>
        <plugins>
            <!-- 编译插件 -->
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.5.1</version>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                    <!--<encoding>${project.build.sourceEncoding}</encoding>-->
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
                <version>2.18.1</version>
                <configuration>
                    <useFile>false</useFile>
                    <disableXmlReport>true</disableXmlReport>
                    <includes>
                        <include>**/*Test.*</include>
                        <include>**/*Suite.*</include>
                    </includes>
                </configuration>
            </plugin>
            <!-- 打包插件(会包含所有依赖) -->
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
                <version>2.3</version>
                <executions>
                    <execution>
                        <phase>package</phase>
                        <goals>
                            <goal>shade</goal>
                        </goals>
                        <configuration>
                            <filters>
                                <filter>
                                    <artifact>*:*</artifact>
                                    <excludes>
                                        <!--
                                        zip -d learn_spark.jar META-INF/*.RSA META-INF/*.DSA META-INF/*.SF -->
                                        <exclude>META-INF/*.SF</exclude>
                                        <exclude>META-INF/*.DSA</exclude>
                                        <exclude>META-INF/*.RSA</exclude>
                                    </excludes>
                                </filter>
                            </filters>
                            <transformers>
                                <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
                                    <!-- 设置jar包的入口类(可选) -->
                                    <mainClass></mainClass>
                                </transformer>
                            </transformers>
                        </configuration>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

（1）获取执行环境

flink程序开发，首要的便是需要获取其执行环境！

ex:

ExecutionEnvironment env = ExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

或者:

 StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

如果使用StreamExecutionEnvironment 默认便是流式处理环境

但是flink1.12 开始，流批一体，我们可以自己指定当前计算程序的环境模式

指定为自动模式:AUTOMATIC

此设置后,flink将会自动识别数据源类型

有界数据流，则会采用批方式进行数据处理

无界束流，则会采用流方式进行数据处理

env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.AUTOMATIC);

强制指定为批数据处理模式:BATCH

env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.BATCH);

强制指定为流数据处理模式:STREAMING

env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.STREAMING);

注意点：

在flink中，有界与无界数据流都可以强指定为流式运行环境，但是，如果明知一个数据来源为流式数据，就必须设置环境为AUTOMATIC 或STREAMING,不可以指定为BATCH否则程序会报错！

（2）加载/创建数据源

flink,是一个计算框架，在计算的前提，肯定是要有数据来源啊！

flink可以从多种场景读取加载数据，例如各类DB 如Mysql、SQL SERVER、MongoDB、各类MQ 如Kafka、RabbitMQ、以及很多常用数据存储场景如redis、文件(本地文件/HDFS)、scoket…

我们在加载数据源的时候，便知道，该数据是有界还是无界了！

ex:

flink读取rabbitMQ消息，是有界还是无界呢？当然是无界！因为flink程序启动时，能通过连接知道什么时候MQ中有数据，什么时候没有数据吗？不知道，因为本身MQ中是否有消息或者消息有多少就是一个不能肯定确定的因素，因此其不得不保持一个类似于长连接的形式，一直等待MQ中有数据到来，然后处理。

flink读取指定某个文件中的数据，那么此数据源是有界还是无界呢？当然是有界！因为文件中数据，flink读取会做记录，当文件内容读完了，数据源就相当于没有新的数据来到了嘛！

ex:

从集合中读取数据:

DataStream<String> elementsSource = env.fromElements("java,scala,php,c++","java,scala,php", "java,scala", "java");

那么，这是无界数据还是有界数据呢？很明显，有界数据！因为数据就这么多，当前数据源在读取时不会再凭空产生数据了。

从scoket中读取数据:

 DataStreamSource<String> elementsSource= env.socketTextStream("10.50.40.131", 9999);

这是无界数据还是有界数据呢？很明显，无界数据！因为scoket一旦连接,flink不会知道其数据源什么时候会数据结束，其不得不保持一个类似于长连接的状态，一直等待Scoket中有数据到来，然后处理。

（3）数据转换处理

数据转换处理，就是flink使用算子，对从数据源中获取的数据进行数据加工处理（例如数据转换，计算等等）

例如：开窗口、低阶处理函数ProcessFuction、各种算子：map（映射，与java8流中Map效果类似），flatmap（元素摊平，与java8流中Map效果类似）等等。

demo示例：

DataStreamSource<String> elementsSource = env.fromElements("java,scala,php,c++",
                                                           "java,scala,php", "java,scala", "java");
// 数据处理
DataStream<String> flatMap = elementsSource.flatMap(new FlatMapFunction<String, String>() {
    @Override
    public void flatMap(String element, Collector<String> out) throws Exception {
        String[] wordArr = element.split(",");
        for (String word : wordArr) {
            out.collect(word);
        }
    }
});
flatMap.map(new MapFunction<String, String>() {
    @Override
    public String map(String value) throws Exception {
        return value.toUpperCase();
    }
});

（4）处理后数据放置/输出

将计算后的数据，进行放置（输出/存储），可以很地方，从什么地方读取数据，自然也可以将计算结果输出到该地点。

例如：输出到文件，输出到控制台，输出到MQ，输出到DB,输出到scoket…

ex：输出到控制台

source.print();

（5）执行计算程序

flink程序需要启动才能执行任务，正如，spring-boot启动程序需要nohup java -jar xxxx.jar & 或者编译器中点击图标按钮启动

启动示例:

// 1.准备环境
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
// 设置模式 （流、批、自动）
// 2.加载数据源
// 3.数据转换
// 4.数据输出
// 5.执行程序
env.execute();
//或者 env.execute("指定当前计算程序名");

（6）完整示例

public class FlinkDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.准备环境
        StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
        // 设置运行模式
        env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.AUTOMATIC);
        // 2.加载数据源
        DataStreamSource<String> elementsSource = env.fromElements("java,scala,php,c++",
                "java,scala,php", "java,scala", "java");
        // 3.数据转换
        DataStream<String> flatMap = elementsSource.flatMap(new FlatMapFunction<String, String>() {
            @Override
            public void flatMap(String element, Collector<String> out) throws Exception {
                String[] wordArr = element.split(",");
                for (String word : wordArr) {
                    out.collect(word);
                }
            }
        });
        //DataStream 下边为DataStream子类
        SingleOutputStreamOperator<String> source = flatMap.map(new MapFunction<String, String>() {
            @Override
            public String map(String value) throws Exception {
                return value.toUpperCase();
            }
        });
        // 4.数据输出
        source.print();
        // 5.执行程序
        env.execute("flink-hello-world");
    }
}