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flink中的广播流实例

发布时间 2023-06-06 11:41:36作者: 田野与天

在Flink中，广播流（Broadcast Stream）是一种特殊的数据流类型，用于将一个数据流广播到所有并行任务中，以供每个任务共享和使用。广播流通常用于将静态数据（如维表数据）发送给所有任务，以便任务可以在本地缓存该数据，避免多次访问外部存储系统。

广播流的特点如下：

  • 广播流只有一个并行度，即并行度为1。
  • 广播流只能连接到一个操作符上。
  • 广播流中的数据会被复制到所有任务的本地状态中，以供任务本地使用。

使用广播流的步骤如下：

  1. 创建广播流：通过env.fromCollection()、env.fromElements()等方法创建广播流，并设置并行度为1。
  2. 广播广播流：通过broadcast()方法将广播流与其他数据流进行连接。
  3. 处理广播数据：在处理函数中通过ctx.getBroadcastState()方法获取广播流的状态，并在任务本地使用广播数据。

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用广播流：

import org.apache.flink.api.common.functions.RichFlatMapFunction;
import org.apache.flink.api.common.state.BroadcastState;
import org.apache.flink.api.common.state.MapStateDescriptor;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.configuration.Configuration;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.BroadcastStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.util.Collector;

public class BroadcastStreamExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

        // 创建广播流
        BroadcastStream<String> broadcastStream = env.fromElements("A", "B", "C")
                .broadcast(new MapStateDescriptor<>("broadcast-state", String.class, Boolean.class));

        // 创建主数据流
        env.fromElements("A", "B", "C", "D", "E", "F")
                .flatMap(new BroadcastProcessFunction())
                .print();

        env.execute("Broadcast Stream Example");
    }

    public static class BroadcastProcessFunction extends RichFlatMapFunction<String, Tuple2<String, Boolean>> {
        private transient BroadcastState<String, Boolean> broadcastState;

        @Override
        public void open(Configuration parameters) throws Exception {
            super.open(parameters);

            // 初始化广播状态
            MapStateDescriptor<String, Boolean> descriptor = new MapStateDescriptor<>(
                    "broadcast-state",
                    String.class,
                    Boolean.class
            );
            broadcastState = getRuntimeContext().getBroadcastState(descriptor);
        }

        @Override
        public void flatMap(String value, Collector<Tuple2<String, Boolean>> out) throws Exception {
            // 获取广播数据
            Boolean broadcastValue = broadcastState.get(value);

            // 处理数据
            if (broadcastValue != null && broadcastValue) {
                out.collect(Tuple2.of(value, true));
            } else {
                out.collect(Tuple2.of(value, false));
            }
        }

        @Override
        public void processBroadcastElement(String value, Context ctx, Collector<Tuple2<String, Boolean>> out) throws Exception {
            // 更新广播数据
            broadcastState.put(value, true);
        }
    }
}

在上述示例代码中，

首先创建了一个广播流broadcastStream，其中包含了"A"、"B"和"C"这几个元素。然后创建了主数据流，其中包含了"A"、"B"、"C"、"D"、"E"和"F"这几个元素。在BroadcastProcessFunction中，通过open()方法初始化广播状态，并在processBroadcastElement()方法中更新广播数据。在flatMap()方法中，通过broadcastState.get()方法获取广播数据，并进行处理，最后将结果通过out.collect()发送到下游。

运行示例代码后，可以看到输出结果中的元组包含了主数据流中的元素和一个布尔值，布尔值表示广播流中是否存在该元素。

需要注意的是，广播流的数据会复制到每个任务的本地状态中，因此广播流的数据量不应过大，否则可能会导致内存占用过大。对于大规模的维表数据，可以考虑使用更适合的数据存储和查询方案，如Redis、HBase等。