Flink生成Parquet格式文件实战

1.概述

在流数据应用场景中，往往会通过Flink消费Kafka中的数据，然后将这些数据进行结构化到HDFS上，再通过Hive加载这些文件供后续业务分析。今天笔者为大家分析如何使用Flink消费Kafka的数据后，将消费后的数据结构化到Hive数据仓库中。

2.内容

Hive能够识别很多类型的文件，其中包含Parquet文件格式。因此，我们只需要将Flink消费Kafka后的数据以Parquet文件格式生成到HDFS上，后续Hive就可以将这些Parquet文件加载到数据仓库中。具体流程图如下所示：

2.1 Flink On YARN

 实现整个案例，我们需要Hadoop环境、Kafka环境、Flink环境、Hive环境。这里，笔者只介绍Flink环境的部署，其他环境可自行搜索部署方案。关于Flink On YARN的安装步骤如下：

2.1.1 准备安装包

【官方下载地址】

2.2.2 解压

解压命令如下所示：

# 解压Flink安装包并重名名为flink
tar -zxvf flink-1.7.1-bin-hadoop27-scala_2.12.tgz && mv flink-1.7.1 flink
# 配置环境变量
vi ~/.bash_profile

# 添加如下内容
export FLINK_HOME=/data/soft/new/flink
export PATH=$PATH:$FLINK_HOME/bin

# 保存并退出

Flink On YARN有两种模式，分别是Flink Session和Flink Job On YARN。

2.2.3 Flink Session

Flink Session命令如下：

# 启动一个Flink Session
yarn-session.sh -n 2 -jm 1024 -tm 1024 -d

各个参数含义如下：

参数	含义
-n 2	指定2个容器
-jm 1024	JobManager内存为1024MB
-tm 1024	TaskManager内存为1024MB
-d	任务后台运行

如果你不想让Flink YARN客户端一直运行，也可以启动分离的YARN Session，通过参数-d来实现。这种情况下Flink YARN客户端只会将Flink提交给集群，然后自行关闭。需要注意的是，这种情况无法使用Flink停止YARN会话，需要使用YARN的命令来停止，命令如下：

yarn application -kill <appId>

2.2.4 Flink On YARN

命令如下：

# yarn-cluster模式提交Flink任务
flink run -m yarn-cluster -yn 2 -yjm 1024 -ytm 1024 WordCount.jar

各个参数含义如下：

参数	含义
-m yarn-cluster	连接指定集群，如使用标识yarn-cluster
-yn 2	2个容器
-yjm 1024	JobManager内存为1024MB
-ytm	TaskManager内存为1024MB

如果不知道提交队列，任务会提交到默认队列中，如果需要指定提交队列，可以使用参数-yqu queue_01进行提交。

3.消费Kafka并生成Parquet文件

准备一个Topic的Schema类TopicSource，TopicSource类定义如下：

public class TopicSource {

    private long time;
    private String id;

    public long getTime() {
        return time;
    }

    public void setTime(long time) {
        this.time = time;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

}

编写一个生成Parquet的Flink类FlinkParquetUtils，具体代码实现如下：

/**
 * Consumer kafka topic & convert data to parquet.
 * 
 * @author smartloli.
 *
 *         Created by Feb 24, 2019
 */
public class FlinkParquetUtils {

    private final static StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
    private final static Properties props = new Properties();

    static {
        /** Set flink env info. */
        env.enableCheckpointing(60 * 1000);
        env.setParallelism(1);
        env.setStreamTimeCharacteristic(TimeCharacteristic.EventTime);

        /** Set kafka broker info. */
        props.setProperty("bootstrap.servers", "dn1:9092,dn2:9092,dn3:9092");
        props.setProperty("group.id", "flink_group_parquet");
        props.setProperty("kafka.topic", "flink_parquet_topic_d");

        /** Set hdfs info. */
        props.setProperty("hdfs.path", "hdfs://cluster1/flink/parquet");
        props.setProperty("hdfs.path.date.format", "yyyy-MM-dd");
        props.setProperty("hdfs.path.date.zone", "Asia/Shanghai");
        props.setProperty("window.time.second", "60");

    }

    /** Consumer topic data && parse to hdfs. */
    public static void getTopicToHdfsByParquet(StreamExecutionEnvironment env, Properties props) {
        try {
            String topic = props.getProperty("kafka.topic");
            String path = props.getProperty("hdfs.path");
            String pathFormat = props.getProperty("hdfs.path.date.format");
            String zone = props.getProperty("hdfs.path.date.zone");
            Long windowTime = Long.valueOf(props.getProperty("window.time.second"));
            FlinkKafkaConsumer010<String> flinkKafkaConsumer010 = new FlinkKafkaConsumer010<>(topic, new SimpleStringSchema(), props);
            KeyedStream<TopicSource, String> KeyedStream = env.addSource(flinkKafkaConsumer010).map(FlinkParquetUtils::transformData).assignTimestampsAndWatermarks(new CustomWatermarks<TopicSource>()).keyBy(TopicSource::getId);

            DataStream<TopicSource> output = KeyedStream.window(TumblingEventTimeWindows.of(Time.seconds(windowTime))).apply(new WindowFunction<TopicSource, TopicSource, String, TimeWindow>() {
                /**
                 * 
                 */
                private static final long serialVersionUID = 1L;

                @Override
                public void apply(String key, TimeWindow timeWindow, Iterable<TopicSource> iterable, Collector<TopicSource> collector) throws Exception {
                    iterable.forEach(collector::collect);
                }
            });

            // Send hdfs by parquet
            DateTimeBucketAssigner<TopicSource> bucketAssigner = new DateTimeBucketAssigner<>(pathFormat, ZoneId.of(zone));
            StreamingFileSink<TopicSource> streamingFileSink = StreamingFileSink.forBulkFormat(new Path(path), ParquetAvroWriters.forReflectRecord(TopicSource.class)).withBucketAssigner(bucketAssigner).build();
            output.addSink(streamingFileSink).name("Sink To HDFS");
            env.execute("TopicData");
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    private static TopicSource transformData(String data) {
        if (data != null && !data.isEmpty()) {
            JSONObject value = JSON.parseObject(data);
            TopicSource topic = new TopicSource();
            topic.setId(value.getString("id"));
            topic.setTime(value.getLong("time"));
            return topic;
        } else {
            return new TopicSource();
        }
    }

    private static class CustomWatermarks<T> implements AssignerWithPunctuatedWatermarks<TopicSource> {

        /**
         * 
         */
        private static final long serialVersionUID = 1L;
        private Long cuurentTime = 0L;

        @Nullable
        @Override
        public Watermark checkAndGetNextWatermark(TopicSource topic, long l) {
            return new Watermark(cuurentTime);
        }

        @Override
        public long extractTimestamp(TopicSource topic, long l) {
            Long time = topic.getTime();
            cuurentTime = Math.max(time, cuurentTime);
            return time;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        getTopicToHdfsByParquet(env, props);
    }

}

然后将编写好的应用程序进行打包，这里我们可以利用Maven命令，可以很方便的进行打包，在pom.xml文件中添加如下插件：

<build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.3</version>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                </configuration>
            </plugin>
            <plugin>
                <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <archive>
                        <manifest>
                            <mainClass>org.smartloli.kafka.connector.flink.hdfs.FlinkParquetUtils</mainClass>
                        </manifest>
                    </archive>
                    <descriptorRefs>
                        <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
                    </descriptorRefs>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

然后使用如下命令进行编译打包：

mvn clean && mvn assembly:assembly

最后将打包的JAR上传到Flink集群。

4.运行及预览

将应用程序的JAR上传到Flink集群后，执行如下命令进行提交：

flink run -m yarn-cluster -yn 2 -yjm 1024 -ytm 1024 -yqu hadoop kafka-connector-flink-parquet.jar

查看ResourceManager的页面，提交任务如下：

 在代码中，我们在HDFS上以日期yyyy-MM-dd的格式进行生产，结果如下：

5.总结

在编写Flink应用程序的时候，建议使用Maven来管理项目，这样添加依赖JAR的时候，只需将依赖的信息添加到pom.xml文件即可。打包的时候，同样使用Maven命令，这样应用程序所依赖的JAR包均会打包进行，防止遗漏导致提交任务时失败。

6.结束语

这篇博客就和大家分享到这里，如果大家在研究学习的过程当中有什么问题，可以加群进行讨论或发送邮件给我，我会尽我所能为您解答，与君共勉！

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