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Upsert Kafka

介绍

支持:

  • Scan Source: Unbounded
  • Sink: Streaming Upsert Mode

Upsert Kafka 连接器支持以 upsert 方式从 Kafka topic 中读取数据并将数据写入 Kafka topic。

作为 source,upsert-kafka 连接器生产 changelog 流,其中每条数据记录代表一个更新或删除事件。 更准确地说,如果有这个 key,则数据记录中的 value 被解释为同一 key 的最后一个 value 的 UPDATE,如果不存在相应的 key,则该更新被视为 INSERT。 用表来类比,changelog 流中的数据记录被解释为 UPSERT,也称为 INSERT/UPDATE,因为任何具有相同 key 的现有行都会被覆盖。 另外,value 为空的消息将会被视作为 DELETE 消息。

作为 sink,upsert-kafka 连接器可以消费 changelog 流。 它会将 INSERT/UPDATE_AFTER 数据作为正常的 Kafka 消息写入,并将 DELETE 数据以 value 为空的 Kafka 消息写入(表示对应 key 的消息被删除)。 Flink 将根据主键列的值对数据进行分区,从而保证主键上的消息有序,因此同一主键上的更新/删除消息将落在同一分区中。

依赖

为了使用Upsert Kafka连接器,以下依赖项需要在使用自动化构建工具(如Maven或SBT)的项目和SQL客户端导入。

<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-kafka_2.11</artifactId>
<version>1.13.0</version>
</dependency>

注意自己所使用的 kafka 和 scala 版本。

完整示例

下面的示例展示了如何创建和使用 Upsert Kafka 表:

CREATE TABLE pageviews_per_region (
user_region STRING,
pv BIGINT,
uv BIGINT,
PRIMARY KEY (user_region) NOT ENFORCED -- 定义主键,主键字段可以有多个,这些字段共同组成key的字段
) WITH (
'connector' = 'upsert-kafka',
'topic' = 'pageviews_per_region',
'properties.bootstrap.servers' = '...',
'key.format' = 'avro',
'value.format' = 'avro'
);

CREATE TABLE pageviews (
user_id BIGINT,
page_id BIGINT,
view_time TIMESTAMP,
user_region STRING,
WATERMARK FOR viewtime AS view_time - INTERVAL '2' SECOND
) WITH (
'connector' = 'kafka',
'topic' = 'page_views',
'properties.bootstrap.servers' = '...',
'format' = 'json'
);

-- 计算 pv、uv 并插入到 upsert-kafka sink
INSERT INTO pageviews_per_region
SELECT
user_region,
COUNT(*),
COUNT(DISTINCT user_id)
FROM pageviews
GROUP BY user_region;

注意确保在 DDL 中定义主键。

可用的元数据

查看常规kafka连接器以获取可以用元数据信息。

连接器参数

参数是否必选默认值数据类型描述
connector必选(none)String指定要使用的连接器,Upsert Kafka 连接器使用:upsert-kafka
topic必选(none)String用于读取和写入的 Kafka topic 名称。
properties.bootstrap.servers必选(none)String以逗号分隔的 Kafka brokers 列表。
properties.*可选(none)String该选项可以传递任意的 Kafka 参数。选项的后缀名必须匹配定义在 Kafka 参数文档中的参数名。 Flink 会自动移除 选项名中的 properties. 前缀,并将转换后的键名以及值传入 KafkaClient。 例如,你可以通过设置 'properties.allow.auto.create.topics' = 'false' 来禁止自动创建 topic。 但是,某些选项,例如key.deserializervalue.deserializer 是不允许通过该方式传递参数,因为 Flink 会重写这些参数的值。
key.format必选(none)String用于对 Kafka 消息中 key 部分序列化和反序列化的格式。key 字段由 PRIMARY KEY 语法指定。支持的格式包括 csvjsonavro。请参考格式页面以获取更多详细信息和格式参数。
key.fields-prefix可选(none)String为所有消息键(Key)格式字段指定自定义前缀,以避免与消息体(Value)格式字段重名。默认情况下前缀为空。 如果定义了前缀,表结构和配置项 key.fields 都需要使用带前缀的名称。 当构建消息键格式字段时,前缀会被移除,消息键格式将会使用无前缀的名称。请注意该配置项要求必须将 value.fields-include 配置为 EXCEPT_KEY。比如,key字段和value字段重名,就需要配置该参数以区分哪个字段属于key,哪个字段属于value。
value.format必选(none)String用于对 Kafka 消息中 value 部分序列化和反序列化的格式。支持的格式包括 csvjsonavro。请参考格式页面以获取更多详细信息和格式参数。
value.fields-include必选'ALL'String控制哪些字段应该出现在 value 中。可取值:
ALL:消息的 value 部分将包含 schema 中所有的字段,包括定义为主键的字段。
EXCEPT_KEY:记录的 value 部分包含 schema 的所有字段,定义为主键的字段除外。
sink.parallelism可选(none)Integer定义 upsert-kafka sink 算子的并行度。默认情况下,由框架确定并行度,与上游链接算子的并行度保持一致。
sink.buffer-flush.max-rows可选0Integer缓存刷新前,最多能缓存多少条记录。当 sink 收到很多同 key 上的更新时,缓存将保留同 key 的最后一条记录,因此 sink 缓存能帮助减少发往 Kafka topic 的数据量,以及避免发送不必要的删除消息。可以通过设置为 0 来禁用它。默认不开启。注意,如果要开启 sink 缓存,需要同时设置 sink.buffer-flush.max-rowssink.buffer-flush.interval 两个选项为大于零的值。
sink.buffer-flush.interval可选0Duration缓存刷新的间隔时间,超过该时间后异步线程将刷新缓存数据。当 sink 收到很多同 key 上的更新时,缓存将保留同 key 的最后一条记录,因此 sink 缓存能帮助减少发往 Kafka topic 的数据量,以及避免发送不必要的删除消息。 可以通过设置为 0 来禁用它。默认不开启。注意,如果要开启 sink 缓存,需要同时设置 sink.buffer-flush.max-rowssink.buffer-flush.interval 两个选项为大于零的值。

特性

键(key)和值(value)的格式

查看常规kafka连接器以获取键和值的格式的详细信息。注意,该连接器要求必须同时指定键和值的格式,键字段通过主键 PRIMARY KEY 约束语法派生。

下面的例子展示如何同时指定和配置键和值的格式。格式选项通过key或者value为前缀来作为格式的选项标识符。

CREATE TABLE KafkaTable (
`ts` TIMESTAMP(3) METADATA FROM 'timestamp',
`user_id` BIGINT,
`item_id` BIGINT,
`behavior` STRING,
PRIMARY KEY (`user_id`) NOT ENFORCED
) WITH (
'connector' = 'upsert-kafka',
...

'key.format' = 'json',
'key.json.ignore-parse-errors' = 'true',

'value.format' = 'json',
'value.json.fail-on-missing-field' = 'false',
'value.fields-include' = 'EXCEPT_KEY'
)

主键约束

Upsert Kafka 始终以 upsert 方式工作,并且需要在 DDL 中定义主键。 在具有相同主键值的消息按序存储在同一个分区的前提下,在 changelog source 定义主键,意味着在物化后的 changelog 上主键具有唯一性。定义的主键将决定哪些字段出现在 Kafka 消息的 key 中。

一致性保证

默认情况下,如果启用 checkpoint,Upsert Kafka sink 会保证至少一次将数据插入 Kafka topic。 这意味着,Flink 可以将具有相同 key 的重复记录写入 Kafka topic。 但由于该连接器以 upsert 的模式工作,该连接器作为 source 读入时,可以确保具有相同主键值下仅最后一条消息会生效。因此,upsert-kafka 连接器可以像 HBase sink 一样实现幂等写入。

为每个分区生成相应的 watermark

Flink 支持根据 Upsert Kafka 的每个分区的数据特性发送相应的 watermark。 当使用这个特性的时候,watermark 是在 Kafka consumer 内部生成的。合并每个分区生成的 watermark 的方式和 stream shuffle 的方式是一致的。 数据源产生的 watermark 是取决于该 consumer 负责的所有分区中当前最小的 watermark。 如果该 consumer 负责的部分分区是闲置的,则整体的 watermark 并不会前进。在这种情况下,可以通过设置合适的 table.exec.source.idle-timeout 来缓解这个问题。

如想获得更多细节,请查阅 Kafka 水印策略.

数据类型映射

Upsert Kafka 用字节存储消息的 key 和 value,因此没有 schema 或数据类型。 消息按格式进行序列化和反序列化,例如:csvjsonavro。因此数据类型映射表由指定的格式确定。请参考格式页面以获取更多详细信息。