Flink消费Kafka数据

发布时间：2023-05-18

Flink消费Kafka常见问题及优化方法

一、Flink消费Kafka数据积压

当Flink消费Kafka数据的速度慢于生成数据的速度时，就会造成数据积压的情况。此时，需要优化Flink消费Kafka数据的速度。 可以通过以下几种方式来优化Flink消费Kafka数据的速度：

  1. 增加Flink TaskManager的数量和Kafka partition的数量，以增加Flink消费数据的并发度。
DataStream<String> stream = env.addSource(
    new FlinkKafkaConsumer011<>("topic", new SimpleStringSchema(), properties))
    .setParallelism(3);
  1. 增加Kafka Topic的Partitions数量，可以使得Flink消费数据的并发度增加。
properties.put("bootstrap.servers", "localhost:9092");
properties.put("group.id", "test");
FlinkKafkaConsumer<String> kafkaConsumer = new FlinkKafkaConsumer<>("my-topic", new SimpleStringSchema(), properties);
kafkaConsumer.setStartFromLatest();
kafkaConsumer.assignTimestampsAndWatermarks(new CustomWatermarkEmitter());
DataStream<String> stream = env.addSource(kafkaConsumer).setParallelism(4);
  1. 减少每个Flink TaskManager的消费Kafka数据的线程数，以减轻单个TaskManager的压力。
FlinkKafkaConsumer011<String> kafka = new FlinkKafkaConsumer011<>(kafkaTopic, new SimpleStringSchema(), kafkaProperties);
kafka.setStartFromEarliest();
kafka.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true);
kafka.setCommitOffsetOnPartitions(Collections.singletonList(new KafkaTopicPartition(kafkaTopic, 0)), new KafkaOffset(5));
DataStream<String> kafkaStream = env.addSource(kafka).setParallelism(2);

二、Flink消费Kafka数据过慢

当Flink消费Kafka数据的速度过慢时，可以通过以下几种方式来优化：

  1. 调整Kafka的配置，增加Kafka集群的吞吐量，以提高Flink消费数据的速度。
  2. 调整Flink的配置，增加Flink TaskManager的数量，以提高Flink消费数据的并行度。
  3. 调整Flink的容器化环境，增加Flink TaskManager的CPU、内存等资源，以提高Flink消费数据的速度。

三、Flink消费Kafka数据量

Flink消费Kafka数据的量，可以通过以下几种方式来统计：

  1. 使用Flink的Window API来做数据量的统计。
DataStreamSource<String> stream = env.addSource(consumer).name("kafka-source").uid("kafka-source");
SingleOutputStreamOperator<Tuple2<String, Integer>> result = stream.flatMap(new LineSplitter()).keyBy(0).timeWindow(Time.seconds(10)).sum(1);
result.print().name("flink-print").uid("flink-print");
env.execute("kafka-consumer-job");
  1. 使用Kafka Metric API来做数据量的统计。
KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(kafkaConfig);
Map<String, Metric> metrics = kafkaConsumer.metrics();
Metric countMetric = metrics.getOrDefault(new MetricName("records-consumed-total", "consumer-metrics", "", tags), DEFAULT_METRIC);
double count = countMetric.value();

四、Flink消费Kafka数据PG

当Flink消费Kafka数据失败时，可以考虑使用PG机制来保证数据的完整性。 PG机制是指将消费Kafka数据的offset存储在外部的PG数据库中，当Flink消费Kafka数据失败时，可以重新从PG数据库中获取上一次消费的offset，来保证数据的完整性。

final Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("bootstrap.servers", "localhost:9092");
properties.setProperty("group.id", "test");
properties.setProperty("enable.auto.commit", "false");
FlinkKafkaConsumer<String> kafkaConsumer = new FlinkKafkaConsumer<>("my-topic", new SimpleStringSchema(), properties);
kafkaConsumer.setStartFromEarliest();
DataStream<String> stream = env.addSource(kafkaConsumer);
stream.addSink(new ElasticsearchSink<>(esSinkConfig.build()));
stream.addSink(new FlinkKafkaProducer<>("output-topic", new SimpleStringSchema(), properties));

五、Flink消费Kafka数据丢失

当Flink消费Kafka数据的过程中，丢失了一些数据时，可以通过以下几种方式来解决：

  1. 增加Kafka生成数据的重试次数，可以减少数据丢失的概率。
  2. 使用Kafka Transaction API来确保数据的完整性。
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setParallelism(1);
Properties props = new Properties();
props.setProperty("bootstrap.servers", "localhost:9092");
props.setProperty("group.id", "user-tracking");
FlinkKafkaConsumer<String> kafkaConsumer = new FlinkKafkaConsumer<>("tracking-events", new SimpleStringSchema(), props);
kafkaConsumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true);
DataStream<String> stream = env.addSource(kafkaConsumer);
stream.map(App::parseRecord)
  .assignTimestampsAndWatermarks(new RecordTimestampExtractor())
  .keyBy(record -> record.userId)
  .window(SlidingEventTimeWindows.of(Time.seconds(30), Time.seconds(10)))
  .aggregate(new ItemAggregateFunction())
  .flatMap((FlatMapFunction<Map<String, Integer>, Tuple2<String, Integer>>) (value, out) -> {
    value.forEach((itemId, itemCount) -> {
        out.collect(new Tuple2<>(itemId, itemCount));
    });
  })
  .addSink(new FlinkKafkaProducer<>("user-items-processing", new KeyedSerializationSchemaWrapper<>(new SimpleStringSchema()), props, FlinkKafkaProducer.Semantic.EXACTLY_ONCE ));
env.execute("User Items Processing");

六、Flink消费Kafka数据存入Redis

当Flink消费Kafka数据后，需要将数据存入Redis中时，可以使用Flink的Redis Connector来实现。

DataStream<String> stream = env.addSource(
    new FlinkKafkaConsumer<>("topic", new SimpleStringSchema(), properties));
stream.addSink(new RedisSink<>(config, new RedisDbMapper()));

其中，config为Redis连接配置，RedisDbMapper实现了Redis数据的存储逻辑。

七、Flink消费Kafka数据有几种方式

Flink消费Kafka数据的方式有以下几种：

  1. FlinkKafkaConsumer：使用Flink官方提供的Kafka Consumer来消费Kafka数据。
DataStream<String> stream = env.addSource(
    new FlinkKafkaConsumer<>("topic", new SimpleStringSchema(), properties));
  1. Kafka010TableSource：使用Table API来消费Kafka数据。
StreamTableEnvironment tEnv = StreamTableEnvironment.create(env);
TableSchema schema = TableSchema.builder()
    .field("key", Types.STRING)
    .field("value", Types.STRING)
    .build();
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("bootstrap.servers", "localhost:9092");
Kafka010TableSource kafkaSource = Kafka010TableSource.builder()
    .forTopic("test")
    .withKafkaProperties(properties)
    .withSchema(schema)
    .build();
tEnv.registerTableSource("kafka", kafkaSource);
tEnv.sqlQuery("SELECT `key`, COUNT(*) FROM kafka GROUP BY `key`")
    .toRetractStream(Row.class)
    .print();
  1. 自定义Kafka Consumer：使用自定义的Kafka Consumer来消费Kafka数据，以实现更加灵活的业务逻辑。
DataStream<String> stream = env.addSource(new CustomKafkaConsumer(topic, properties));

八、Flink消费Kafka数据量统计

可以使用Flink的Window API来对Flink消费Kafka数据的量进行统计，具体实现如下：

DataStream<String> stream = env.addSource(
    new FlinkKafkaConsumer<>("topic", new SimpleStringSchema(), properties));
stream.flatMap(new FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Integer>>() {
    @Override
    public void flatMap(String s, Collector<Tuple2<String, Integer>> collector) throws Exception {
        collector.collect(new Tuple2<>("", 1));
    }
})
.keyBy(0)
.timeWindow(Time.seconds(5))
.sum(1)
.print();

九、Flink精准一次消费Kafka

可以使用Kafka的Exactly-Once语义，来保证Flink精准一次消费Kafka。

DataStream<String> stream = env.addSource(
    new FlinkKafkaConsumer<>("topic", new SimpleStringSchema(), properties));
stream.addSink(new FlinkKafkaProducer<>("output-topic", new SimpleStringSchema(), properties, FlinkKafkaProducer.Semantic.EXACTLY_ONCE));
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