大数据-116 - Flink DataStream Sink 原理、概念、常见Sink类型 配置与使用 附带案例1：消费Kafka写到Redis

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章节内容

上节我们完成了如下的内容：

• Flink DataStream Transformation
• FlatMap Window Aggregations Reduce 等等等函数

Sink

Flink 的 Sink 是指数据流处理过程中最终输出数据的组件。在 Apache Flink 中，数据流从 Source 读取后经过一系列的转换操作，最后会被写入到 Sink 中。Sink 是 Flink 流式处理应用的终点，决定了处理后的数据如何保存或传输。

基本概念

Flink 的 Sink 是用来将流处理的数据写入外部存储系统的，比如数据库、文件系统、消息队列等。Sink 接口提供了一种灵活的方式来定义数据的输出格式和存储目标。Flink 提供了多个内置的 Sink 连接器，用户也可以根据需求自定义 Sink。

常见类型

Flink 提供了多种内置的 Sink，可以将数据输出到多种不同的系统中。以下是一些常见的 Flink Sink：

• File Sink：将数据输出到文件系统，支持多种文件格式，如文本文件、CSV、Parquet 等。
• Kafka Sink：将数据输出到 Kafka 主题，用于构建流式数据管道。
• Elasticsearch Sink：将数据写入 Elasticsearch 索引，适用于实时数据搜索和分析。
• JDBC Sink：将数据写入关系型数据库，如 MySQL、PostgreSQL 等。
• HDFS Sink：将数据存储在 Hadoop 分布式文件系统中，适用于大规模数据的长期存储。
• Cassandra Sink：将数据写入 Cassandra 数据库，适用于大规模的 NoSQL 数据存储

配置与使用

要在 Flink 应用中使用 Sink，需要通过 DataStream 的 addSink 方法来配置和添加 Sink。例如，将数据写入 Kafka 的简单配置如下：

DataStream<String> dataStream = // 数据处理逻辑
dataStream.addSink(new FlinkKafkaProducer<>("localhost:9092",         // Kafka broker 地址"output-topic",           // 输出的 Kafka 主题new SimpleStringSchema()   // 数据序列化格式
));

同样，配置 JDBC Sink 的方式如下：

dataStream.addSink(JdbcSink.sink("INSERT INTO my_table (column1, column2) VALUES (?, ?)",(statement, value) -> {statement.setString(1, value.f0);statement.setInt(2, value.f1);},JdbcExecutionOptions.builder().withBatchSize(1000).withBatchIntervalMs(200).build(),new JdbcConnectionOptions.JdbcConnectionOptionsBuilder().withUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb").withDriverName("com.mysql.jdbc.Driver").withUsername("user").withPassword("password").build()
));

自定义 Sink

除了使用内置的 Sink，Flink 还允许开发者实现自定义 Sink。通过实现 SinkFunction 接口或扩展 RichSinkFunction 类，开发者可以定义自己所需的 Sink。自定义 Sink 通常用于需要特殊处理或集成尚不支持的外部系统。

例如，自定义一个简单的控制台打印 Sink：

public class PrintSinkFunction<T> extends RichSinkFunction<T> {@Overridepublic void invoke(T value, Context context) {System.out.println(value);}
}

Sink 的容错机制

Flink 提供了精确一次 (Exactly-Once) 和至少一次 (At-Least-Once) 的容错语义，具体取决于 Sink 的类型及其配置。例如，Kafka Sink 通常支持精确一次语义，而某些文件系统 Sink 可能只支持至少一次语义。通过启用 Flink 的 Checkpointing 机制，Sink 可以在发生故障时从最近的检查点恢复，从而保证数据的一致性。

Sink 的并行度

Flink 的 Sink 通常是并行的，默认情况下与上游操作的并行度一致。用户可以通过 setParallelism 方法来手动调整 Sink 的并行度。注意，对于一些 Sink，如文件系统 Sink，并行度越高，生成的文件数也越多。

生命周期

Flink 的 Sink 在执行时会经历以下几个阶段：

• 打开 (open)：初始化资源，如数据库连接、文件句柄等。
• 写入 (invoke)：将每一条数据写入目标存储系统。
• 关闭 (close)：关闭资源，确保数据完整写入和资源的正确释放。

简单示例

以下是一个将处理后的数据流写入文本文件的完整示例：

DataStream<String> dataStream = // 数据处理逻辑
StreamingFileSink<String> sink = StreamingFileSink.forRowFormat(new Path("/output/path"), new SimpleStringEncoder<String>("UTF-8")).build();dataStream.addSink(sink);

案例1：数据写入Redis

添加依赖

<dependency><groupId>org.apache.flink</groupId><artifactId>flink-connector-redis_2.11</artifactId><version>1.1.5</version>
</dependency>

编写代码

消费Kafka 计算之后 写入到 Redis中。
Source(Kafka) -> Sink(Redis)

package icu.wzk;import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction;
import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema;
import org.apache.flink.api.java.functions.KeySelector;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.SingleOutputStreamOperator;
import org.apache.flink.streaming.api.scala.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.connectors.kafka.FlinkKafkaConsumer;
import org.apache.flink.util.Collector;import java.util.Properties;public class StreamFromKafka {public static void main(String[] args) {StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();// 配置信息Properties properties = new Properties();properties.setProperty("bootstrap.servers", "h121.wzk.icu:9092");// KafkaFlinkKafkaConsumer<String> consumer = new FlinkKafkaConsumer<>("flink_test",new SimpleStringSchema(),properties);DataStreamSource<String> data = env.getJavaEnv().addSource(consumer);SingleOutputStreamOperator<Tuple2<String, Integer>> wordAndOne = data.flatMap(new FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Integer>>() {@Overridepublic void flatMap(String value, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) throws Exception {String[] words = value.split(" ");for (String word: words) {out.collect(new Tuple2<>(word, 1));}}});SingleOutputStreamOperator<Tuple2<String, Integer>> result = wordAndOne.keyBy(new KeySelector<Tuple2<String, Integer>, Object>() {@Overridepublic Object getKey(Tuple2<String, Integer> value) throws Exception {return value.f0;}}).sum(1);result.print();env.execute("StreamFromKafka");}}

启动Kafka

启动Redis

运行代码

写入数据

查看结果

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