Flink消费kafka消息实战

柔光的暖阳◎ 2022-04-24 05:18 388阅读 0赞

**![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png]**

本次实战的内容是开发Flink应用，消费来自kafka的消息，进行实时计算；

环境情况

本次实战用到了三台机器，它们的IP地址和身份如下表所示：

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 1]

注意：

本文的重点是Flink，所以在192.168.1.101这台机器上通过Docker快速搭建了kafka server和消息生产者，只要向这台机器的消息生产者容器发起http请求，就能生产一条消息到kafka；

192.168.1.104这台机器安装了Apache Bench，可以通过简单的命令，向192.168.1.101发起大量http请求，这样就能产生大量kafka消息；

整体架构如下图：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg]

操作步骤

在机器192.168.1.101上部署三个容器(消息生产者、zookeeper、kafka)；

在机器192.168.1.104上安装Apache Bench；

在机器192.168.1.102上配置kafak相关的host；

开发Flink应用，部署到机器192.168.1.102；

在机器192.168.1.104上发起压力测试，请求地址是消息生产者的http接口地址，产生大量消息；

观察Flink应用的处理情况；

版本信息

操作系统：Centos7

docker：17.03.2-ce

docker-compose：1.23.2

kafka：0.11.0.3

zookeeper：3.4.9

JDK：1.8.0\_191

spring boot：1.5.9.RELEASE

spring-kafka：1.3.8.RELEASE

Flink：1.7

在机器192.168.1.101上部署三个容器(消息生产者、zookeeper、kafka)

构建kafka相关的环境不是本文重点，因此这里利用docker快速实现，步骤如下：

在机器192.168.1.101上安装docker和docker-compose；

创建docker-compose.yml文件，内容如下：

version: '2'

services:

zookeeper:

image: wurstmeister/zookeeper

ports:

- "2181:2181"

kafka1:

image: wurstmeister/kafka:2.11-0.11.0.3

ports:

- "9092:9092"

environment:

KAFKA\_ADVERTISED\_LISTENERS: PLAINTEXT://kafka1:9092

KAFKA\_LISTENERS: PLAINTEXT://:9092

KAFKA\_ZOOKEEPER\_CONNECT: zookeeper:2181

KAFKA\_CREATE\_TOPICS: "topic001:2:1"

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

producer:

image: bolingcavalry/kafka01103producer:0.0.1-SNAPSHOT

ports:

- "8080:8080"

在docker-compose.yml所在目录执行命令docker-compose up -d，即可启动容器；

如果您想了解更多docker环境下kafka消息生产者的细节，请参考《如何使用Docker内的kafka服务》；

在机器192.168.1.104上安装Apache Bench

不同的操作系统安装Apache Bench的命令也不一样：

ubuntu上的安装命令apt-get install apache2-utils；

centos上的安装命令yum install httpd-tools；

源码下载

接下来的实战是编写Flink应用的源码，您可以选择直接从GitHub下载这个工程的源码，地址和链接信息如下表所示：

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 2]

这个git项目中有多个文件夹，本章源码在flinkkafkademo这个文件夹下，如下图红框所示：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 1]

开发Flink应用，部署到机器192.168.1.102

Flink环境搭建请参考《Flink1.7从安装到体验》；

应用基本代码是通过mvn命令创建的，在命令行输入以下命令：

mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.apache.flink -DarchetypeArtifactId=flink-quickstart-java -DarchetypeVersion=1.7.0

根据提示，输入groupId为com.bolingcavalry，artifactId为flinkkafkademo，其他的直接按下回车键即可使用默认值，这样就得到了一个maven工程：flinkkafkademo；

打开工程的pom.xml文件，增加以下两个依赖：

<groupId>org.apache.flink</groupId>

<artifactId>flink-connector-kafka-0.11\_2.12</artifactId>

<version>$\{flink.version\}</version>

</dependency>

<groupId>com.alibaba</groupId>

<artifactId>fastjson</artifactId>

</dependency>

新增一个辅助类，用于将kafka消息中的内容转换成java对象：

/\*\*

\* @Description: 解析原始消息的辅助类

\* @author: willzhao E-mail: zq2599@gmail.com

\* @date: 2019/1/1 20:13

\*/

public class JSONHelper \{

/\*\*

\* 解析消息，得到时间字段

\* @param raw

\* @return

\*/

public static long getTimeLongFromRawMessage(String raw)\{

SingleMessage singleMessage = parse(raw);

return null==singleMessage ? 0L : singleMessage.getTimeLong();

/\*\*

\* 将消息解析成对象

\* @param raw

\* @return

\*/

public static SingleMessage parse(String raw)\{

SingleMessage singleMessage = null;

if (raw != null) \{

singleMessage = JSONObject.parseObject(raw, SingleMessage.class);

return singleMessage;

SingleMessage对象的定义：

public class SingleMessage \{

private long timeLong;

private String name;

private String bizID;

private String time;

private String message;

public long getTimeLong() \{

return timeLong;

public void setTimeLong(long timeLong) \{

this.timeLong = timeLong;

public String getName() \{

return name;

public void setName(String name) \{

this.name = name;

public String getBizID() \{

return bizID;

public void setBizID(String bizID) \{

this.bizID = bizID;

public String getTime() \{

return time;

public void setTime(String time) \{

this.time = time;

public String getMessage() \{

return message;

public void setMessage(String message) \{

this.message = message;

实时处理的操作都集中在StreamingJob类，源码的关键位置已经加了注释，就不再赘述了：

/\*

\* Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one

\* or more contributor license agreements.  See the NOTICE file

\* distributed with this work for additional information

\* regarding copyright ownership.  The ASF licenses this file

\* to you under the Apache License, Version 2.0 (the

\* "License"); you may not use this file except in compliance

\* with the License.  You may obtain a copy of the License at

\*     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

\* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software

\* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,

\* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.

\* See the License for the specific language governing permissions and

\* limitations under the License.

\*/

package com.bolingcavalry;

import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction;

import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema;

import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple;

import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;

import org.apache.flink.streaming.api.TimeCharacteristic;

import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;

import org.apache.flink.streaming.api.functions.AssignerWithPunctuatedWatermarks;

import org.apache.flink.streaming.api.functions.windowing.WindowFunction;

import org.apache.flink.streaming.api.watermark.Watermark;

import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time;

import org.apache.flink.streaming.api.windowing.windows.TimeWindow;

import org.apache.flink.streaming.connectors.kafka.FlinkKafkaConsumer011;

import javax.annotation.Nullable;

import java.util.Properties;

/\*\*

\* Skeleton for a Flink Streaming Job.

\* <p>For a tutorial how to write a Flink streaming application, check the

\* tutorials and examples on the <a href="http://flink.apache.org/docs/stable/">Flink Website</a>.

\* <p>To package your application into a JAR file for execution, run

\* 'mvn clean package' on the command line.

\* <p>If you change the name of the main class (with the public static void main(String\[\] args))

\* method, change the respective entry in the POM.xml file (simply search for 'mainClass').

\*/

public class StreamingJob \{

public static void main(String\[\] args) throws Exception \{

final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();

env.enableCheckpointing(5000); // 要设置启动检查点

env.setStreamTimeCharacteristic(TimeCharacteristic.EventTime);

Properties props = new Properties();

props.setProperty("bootstrap.servers", "kafka1:9092");

props.setProperty("group.id", "flink-group");

//数据源配置，是一个kafka消息的消费者

FlinkKafkaConsumer011<String> consumer =

new FlinkKafkaConsumer011<>("topic001", new SimpleStringSchema(), props);

//增加时间水位设置类

consumer.assignTimestampsAndWatermarks(new AssignerWithPunctuatedWatermarks<String> ()\{

@Override

public long extractTimestamp(String element, long previousElementTimestamp) \{

return JSONHelper.getTimeLongFromRawMessage(element);

@Nullable

@Override

public Watermark checkAndGetNextWatermark(String lastElement, long extractedTimestamp) \{

if (lastElement != null) \{

return new Watermark(JSONHelper.getTimeLongFromRawMessage(lastElement));

return null;

\});

env.addSource(consumer)

//将原始消息转成Tuple2对象，保留用户名称和访问次数(每个消息访问次数为1)

.flatMap((FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Long>>) (s, collector) -> \{

SingleMessage singleMessage = JSONHelper.parse(s);

if (null != singleMessage) \{

collector.collect(new Tuple2<>(singleMessage.getName(), 1L));

\})

//以用户名为key

.keyBy(0)

//时间窗口为2秒

.timeWindow(Time.seconds(2))

//将每个用户访问次数累加起来

.apply((WindowFunction<Tuple2<String, Long>, Tuple2<String, Long>, Tuple, TimeWindow>) (tuple, window, input, out) -> \{

long sum = 0L;

for (Tuple2<String, Long> record: input) \{

sum += record.f1;

Tuple2<String, Long> result = input.iterator().next();

result.f1 = sum;

out.collect(result);

\})

//输出方式是STDOUT

.print();

env.execute("Flink-Kafka demo");

在pom.xml所在文件夹执行以下命令打包：

mvn clean package -Dmaven.test.skip=true -U

打包成功后，会在target目录下生成文件flinkkafkademo-1.0-SNAPSHOT.jar，将此文件提交到Flinkserver上，如下图：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 2]

点击下图红框中的"Upload"按钮：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 3]

如下图，选中刚刚上传的文件，填写类名，再点击"Submit"按钮即可启动Job：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 4]

如下图，在Overview页面可见正在运行的任务：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 5]

现在所有服务都准备完毕，可以生产消息验证了；

在机器192.168.1.104上发起压力测试，产生大量消息

登录部署了Apache Bench的机器，执行以下命令：

ab -n 10000 -c 2 http://192.168.1.101:8080/send/Jack/hello

192.168.1.101是消息生产者的web服务的地址，上述命令发起了并发数为2的压力测试，一共会发起一万次请求；

压力测试完毕后，在Flink的Task Managers页面的Stdout页可以见到实时计算的统计数据，如下图：

![640?wx\_fmt=jpeg][640_wx_fmt_jpeg 6]

至此，Flink消费kafka消息的实战就全部完成了，本次实战从消息产生到实时处理全部实现，希望在您构建基于kafak的实时计算环境时可以提供一些参考；

![640?wx\_fmt=gif][640_wx_fmt_gif]

Flink消费kafka消息实战

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