CoProcessFunction實戰三部曲之二：狀態處理

程式設計師欣宸發表於2021-07-16
Function

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內容：所有原創文章分類彙總及配套原始碼，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

本篇概覽

  • 本文是《CoProcessFunction實戰三部曲》的第二篇，我們們要實戰的是雙流連線場景下，處理一號流中的資料時，還要結合該key在二號流中的情況；
  • 最簡單的例子：aaa在一號流中的value和二號流的value相加，再輸出到下游，如下圖所示，一號流中的value存入state，在二號流中取出並相加，將結果輸出給下游：
    在這裡插入圖片描述
  • 本篇的內容就是編碼實現上圖的功能；

參考文章

理解狀態：《深入瞭解ProcessFunction的狀態操作(Flink-1.10)》

原始碼下載

如果您不想寫程式碼，整個系列的原始碼可在GitHub下載到，地址和連結資訊如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

名稱 連結 備註
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git倉庫地址(ssh) git@github.com:zq2599/blog_demos.git 該專案原始碼的倉庫地址，ssh協議

這個git專案中有多個資料夾，本章的應用在flinkstudy資料夾下，如下圖紅框所示：
在這裡插入圖片描述

編碼

  1. 字串轉Tuple2的Map函式，以及抽象類AbstractCoProcessFunctionExecutor都和上一篇《CoProcessFunction實戰三部曲之一：基本功能》一模一樣；
  2. 新增AbstractCoProcessFunctionExecutor的子類AddTwoSourceValue.java，原始碼如下，稍後會說明幾個關鍵點：
package com.bolingcavalry.coprocessfunction;

import org.apache.flink.api.common.state.ValueState;
import org.apache.flink.api.common.state.ValueStateDescriptor;
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2;
import org.apache.flink.configuration.Configuration;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.co.CoProcessFunction;
import org.apache.flink.util.Collector;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * @author will
 * @email zq2599@gmail.com
 * @date 2020-11-11 09:48
 * @description 功能介紹
 */
public class AddTwoSourceValue extends AbstractCoProcessFunctionExecutor {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AddTwoSourceValue.class);

    @Override
    protected CoProcessFunction<Tuple2<String, Integer>, Tuple2<String, Integer>, Tuple2<String, Integer>> getCoProcessFunctionInstance() {
        return new CoProcessFunction<Tuple2<String, Integer>, Tuple2<String, Integer>, Tuple2<String, Integer>>() {

            // 某個key在processElement1中存入的狀態
            private ValueState<Integer> state1;

            // 某個key在processElement2中存入的狀態
            private ValueState<Integer> state2;

            @Override
            public void open(Configuration parameters) throws Exception {
                // 初始化狀態
                state1 = getRuntimeContext().getState(new ValueStateDescriptor<>("myState1", Integer.class));
                state2 = getRuntimeContext().getState(new ValueStateDescriptor<>("myState2", Integer.class));
            }

            @Override
            public void processElement1(Tuple2<String, Integer> value, Context ctx, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) throws Exception {
                logger.info("處理元素1：{}", value);

                String key = value.f0;

                Integer value2 = state2.value();

                // value2為空，就表示processElement2還沒有處理或這個key，
                // 這時候就把value1儲存起來
                if(null==value2) {
                    logger.info("2號流還未收到過[{}]，把1號流收到的值[{}]儲存起來", key, value.f1);
                    state1.update(value.f1);
                } else {
                    logger.info("2號流收到過[{}]，值是[{}]，現在把兩個值相加後輸出", key, value2);

                    // 輸出一個新的元素到下游節點
                    out.collect(new Tuple2<>(key, value.f1 + value2));

                    // 把2號流的狀態清理掉
                    state2.clear();
                }
            }

            @Override
            public void processElement2(Tuple2<String, Integer> value, Context ctx, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) throws Exception {
                logger.info("處理元素2：{}", value);

                String key = value.f0;

                Integer value1 = state1.value();

                // value1為空，就表示processElement1還沒有處理或這個key，
                // 這時候就把value2儲存起來
                if(null==value1) {
                    logger.info("1號流還未收到過[{}]，把2號流收到的值[{}]儲存起來", key, value.f1);
                    state2.update(value.f1);
                } else {
                    logger.info("1號流收到過[{}]，值是[{}]，現在把兩個值相加後輸出", key, value1);

                    // 輸出一個新的元素到下游節點
                    out.collect(new Tuple2<>(key, value.f1 + value1));

                    // 把1號流的狀態清理掉
                    state1.clear();
                }
            }
        };
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new AddTwoSourceValue().execute();
    }
}
  1. 關鍵點之一：對於aaa這個key，無法確定會先出現在一號源還是二號源，如果先出現在一號源，就應該在processElement1中將value儲存在state1中，這樣等到aaa再次出現在二號源時，processElement2就可以從state1中取出一號源的value，相加後輸出到下游；
  2. 關鍵點之二：如果輸出到下游，就表示資料已經處理完畢，此時要把儲存的狀態清理掉；
  3. 如果您想了解低階函式中的狀態存取的更多細節，請參考《深入瞭解ProcessFunction的狀態操作(Flink-1.10)》

驗證

  1. 分別開啟本機的9998和9999埠，我這裡是MacBook，執行nc -l 9998和nc -l 9999
  2. 啟動Flink應用，如果您和我一樣是Mac電腦，直接執行AddTwoSourceValue.main方法即可（如果是windows電腦，我這沒試過，不過做成jar線上部署也是可以的）；
  3. 在監聽9998埠的控制檯輸入aaa,111，此時flink控制檯輸出如下，可見processElement1方法中，讀取state2為空，表示aaa在二號流還未出現過，此時的aaa是首次出現，應該放入state中儲存：
22:35:12,135 INFO  AddTwoSourceValue - 處理元素1：(aaa,111)
22:35:12,136 INFO  AddTwoSourceValue - 2號流還未收到過[aaa]，把1號流收到的值[111]儲存起來
  1. 在監聽9999埠的控制檯輸入bbb,123，flink日誌如下所示，表示bbb也是首次出現，把值儲存在state中：
22:35:34,473 INFO  AddTwoSourceValue - 處理元素2：(bbb,123)
22:35:34,473 INFO  AddTwoSourceValue - 1號流還未收到過[bbb]，把2號流收到的值[123]儲存起來
  1. 在監聽9999埠的控制檯輸入aaa,222，flink日誌如下，很明顯，之前儲存在state中的值被取出來了，因此processElement2方法中，aaa在兩個資料來源的值111和222會被相加後輸出到下游，下游是print，直接列印出來了：
22:35:38,072 INFO  AddTwoSourceValue - 處理元素2：(aaa,222)
22:35:38,072 INFO  AddTwoSourceValue - 1號流收到過[aaa]，值是[111]，現在把兩個值相加後輸出
(aaa,333)
  • 至此，雙流場景下的狀態互通實踐我們們已經完成了，接下來的文章，會加上定時器和旁路輸出，將雙流場景的資料處理考慮得更加全面；

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