[官方Flink入门笔记 ] 九、Flink SQL 编程实践

超、凢脫俗 2022-10-30 05:27 184阅读 0赞

# 一 .简介 #

## 1.1. Flink SQL是什么 ##

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## 1.2. Window Aggregation ##

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## 1.3. Group Aggregation ##

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# 二 .实例 #

> 所需的案例参考: https://github.com/ververica/sql-training

## 2.1. 数据介绍 ##

数据是 Rides 表，这是一张出租车的行车记录数据流，包含了时间和位置信息，运行 DESCRIBE Rides; 可以查看表结构。

## 2.2. 实例1：过滤 ##

例如我们现在只想查看发生在纽约的行车记录。

注：Docker 环境中已经预定义了一些内置函数，如 isInNYC(lon, lat) 可以确定一个经纬度是否在纽约，toAreaId(lon, lat) 可以将经纬度转换成区块。

因此，此处我们可以使用 isInNYC 来快速过滤出纽约的行车记录。在 SQL CLI 中运行如下 Query：

> SELECT \* FROM Rides WHERE isInNYC(lon, lat);

SQL CLI 便会提交一个 SQL 任务到 Docker 集群中，从数据源（Rides 流存储在Kafka中）不断拉取数据，并通过 isInNYC 过滤出所需的数据。SQL CLI 也会进入可视化模式，并不断刷新展示过滤后的结果：

## 2.3. 实例2：Group Aggregate ##

我们的另一个需求是计算搭载每种乘客数量的行车事件数。也就是搭载1个乘客的行车数、搭载2个乘客的行车… 当然，我们仍然只关心纽约的行车事件。

因此，我们可以按照乘客数psgCnt做分组，使用 COUNT(\*) 计算出每个分组的事件数，注意在分组前需要先过滤出isInNYC的数据。在 SQL CLI 中运行如下 Query：

SELECT psgCnt, COUNT(*) AS cnt 
    FROM Rides 
    WHERE isInNYC(lon, lat)
    GROUP BY psgCnt;

## 2.4. 实例3：Window Aggregate ##

为了持续地监测纽约的交通流量，需要计算出每个区块每5分钟的进入的车辆数。我们只关心至少有5辆车子进入的区块。

此处需要涉及到窗口计算（每5分钟），所以需要用到 Tumbling Window 的语法。“每个区块” 所以还要按照 toAreaId 进行分组计算。“进入的车辆数” 所以在分组前需要根据 isStart字段过滤出进入的行车记录，并使用 COUNT(\*) 统计车辆数。最后还有一个 “至少有5辆车子的区块” 的条件，这是一个基于统计值的过滤条件，所以可以用 SQL HAVING 子句来完成。

最后的 Query 如下所示：

SELECT 
      toAreaId(lon, lat) AS area, 
      TUMBLE_END(rideTime, INTERVAL '5' MINUTE) AS window_end, 
      COUNT(*) AS cnt 
    FROM Rides 
    WHERE isInNYC(lon, lat) and isStart
    GROUP BY 
      toAreaId(lon, lat), 
      TUMBLE(rideTime, INTERVAL '5' MINUTE) 
    HAVING COUNT(*) >= 5;

在 SQL CLI 中运行后，每个 area + window\_end 的结果输出后就不会再发生变化，但是会每隔 5 分钟会输出一批新窗口的结果。因为 Docker 环境中的source我们做了10倍的加速读取（相对于原始速度），所以演示的时候，大概每隔30秒就会输出一批新窗口。

## 2.5. Window Aggregate 与 Group Aggregate 的区别 ##

Window Aggregate 是当window结束时才输出，其输出的结果是最终值，不会再进行修改，其输出流是一个 Append 流。而 Group Aggregate 是每处理一条数据，就输出最新的结果，其结果是在不断更新的，就好像数据库中的数据一样，其输出流是一个 Update 流。

另外一个区别是，window 由于有 watermark ，可以精确知道哪些窗口已经过期了，所以可以及时清理过期状态，保证状态维持在稳定的大小。而 Group Aggregate 因为不知道哪些数据是过期的，所以状态会无限增长，这对于生产作业来说不是很稳定，所以建议对 Group Aggregate 的作业配上 State TTL 的配置。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW5nbG9uZ180NDQ0_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

例如统计每个店铺每天的实时PV，那么就可以将 TTL 配置成 24+ 小时，因为一天前的状态一般来说就用不到了。

SELECT  DATE_FORMAT(ts, 'yyyy-MM-dd'), shop_id, COUNT(*) as pv
    FROM T
    GROUP BY DATE_FORMAT(ts, 'yyyy-MM-dd'), shop_id

当然，如果 TTL 配置地太小，可能会清除掉一些有用的状态和数据，从而导致数据精确性地问题。这也是用户需要权衡地一个参数。

## 2.6. 将 Append 流写入 Kafka ##

在 Flink 中，目前 Update 流只能写入支持更新的外部存储，如 MySQL, HBase, ElasticSearch。Append 流可以写入任意地存储，不过一般写入日志类型的系统，如 Kafka。

预定义了一张 Kafka 的结果表 Sink\_TenMinPsgCnts

每10分钟的搭乘的乘客数可以使用 Tumbling Window 来描述，我们使用 INSERT INTO Sink\_TenMinPsgCnts 来直接将 Query 结果写入到结果表。

INSERT INTO Sink_TenMinPsgCnts 
    SELECT 
      TUMBLE_START(rideTime, INTERVAL '10' MINUTE) AS cntStart,  
      TUMBLE_END(rideTime, INTERVAL '10' MINUTE) AS cntEnd,
      CAST(SUM(psgCnt) AS BIGINT) AS cnt 
    FROM Rides 
    GROUP BY TUMBLE(rideTime, INTERVAL '10' MINUTE);

## 2.7. 将 Update 流写入 ElasticSearch ##

将一个持续更新的 Update 流写入 ElasticSearch 中。我们希望将“每个区域出发的行车数”，写入到 ES 中。

预定义好了一张 Sink\_AreaCnts 的 ElasticSearch 结果表。该表中只有两个字段 areaId 和 cnt。

同样的，我们也使用 INSERT INTO 将 Query 结果直接写入到 Sink\_AreaCnts 表中。

INSERT INTO Sink_AreaCnts 
    SELECT toAreaId(lon, lat) AS areaId, COUNT(*) AS cnt 
    FROM Rides 
    WHERE isStart
    GROUP BY toAreaId(lon, lat);

在 SQL CLI 中执行上述 Query 后，Elasticsearch 会自动地创建 area-cnts 索引。Elasticsearch 提供了一个 REST API 。我们可以访问
    
    查看area-cnts索引的详细信息： http://localhost:9200/area-cnts
    
    查看area-cnts索引的统计信息： http://localhost:9200/area-cnts/_stats
    
    返回area-cnts索引的内容：http://localhost:9200/area-cnts/_search
    
    显示 区块 49791 的行车数：http://localhost:9200/area-cnts/_search?q=areaId:49791
    
    随着 Query 的一直运行，你也可以观察到一些统计值（_all.primaries.docs.count, _all.primaries.docs.deleted）在不断的增长：http://localhost:9200/area-cnts/_stats

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