Flink01-一文搞懂为什么Flink会称为热门实时流数据处理框架

1-传统数据处理架构-事务处理

传统数据处理架构

2-离线数据仓库分析查询处理

由于数据量十分巨大,如果直接在生产数据库中进行关联表查询统计,势必将造成数据库的压力过大,所以利用ETL过程将数据从业务数据库中赋值到数据仓库中,在进行数据的分析操作。

分析处理

3-有状态的流式处理(初代大数据处理)

应用逻辑在需要计算的时候从本地状态的数据当中读取所需要的数据,本地状态再向远程存储仓库中获取数据,放在本地内存或者磁盘中与应用逻辑进行计算。本地状态数据会与远程仓库进行周期性的检查点核对,以确保数据的一致性和持久性。
有状态的流式处理

4-Lambda架构

用两套系统,同时保证低延迟和结果准确
I.批处理来保证结果的准确性
II.快速处理(流处理)来保证低延迟
在这里插入图片描述

5-Flink流处理

Flink

6-Flink的主要特点

1)-事件驱动

事件驱动型应用是一类具有状态的,它从个或多流提取数据并 事件驱动型应用是一类具有状态的,它从个或多流提取数据并 根据到来的事件触发计算、状态更新或其他外部动作。比较典型就是以kafka为代表的消息队列几乎都是事件驱动型应用。
与之不同的就是SparkStreaming微批次,如下图左图所示。
时间驱动

2)-基于流的世界观

批处理的特点是有界、持久、大量,非常适合需要访问全套记录才能完成的计算工作,一般用于离线统计。
流处理的特点是无界、实时, 无需针对整个数据集执行操作,而是对通过系统传输的每个数据项执行操作,一般用于实时统计。
基于流的世界观

3)-分层API

最底层级的抽象仅仅提供了有状态流,它将通过过程函数(Process Function)被嵌入到 DataStream API 中。底层过程函数(Process Function) 与 DataStream API 相集成,使其可以对某些特定的操作进行底层的抽象,它允许用户可以自由地处理来自一个或多个数据流的事件,并使用一致的容错的状态。除此之外,用户可以注册事件时间并处理时间回调,从而使程序可以处理复杂的计算。

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实际上,大多数应用并不需要上述的底层抽象,而是针对核心 API(Core APIs) 进行编程,比如 DataStream API(有界或无界流数据)以及 DataSet API(有界数据集)。这些 API 为数据处理提供了通用的构建模块,比如由用户定义的多种形式的转换(transformations),连接(joins),聚合(aggregations),窗口操作(windows)等等。DataSet API 为有界数据集提供了额外的支持,例如循环与迭代。这些 API处理的数据类型以类(classes)的形式由各自的编程语言所表示。

Table API 是以表为中心的声明式编程,其中表可能会动态变化(在表达流数据时)。Table API 遵循(扩展的)关系模型:表有二维数据结构(schema)(类似于关系数据库中的表),同时 API 提供可比较的操作,例如 select、project、join、group-by、 aggregate 等。Table API 程序声明式地定义了什么逻辑操作应该执行,而不是准确地确定这些操作代码的看上去如何。

尽管 Table API 可以通过多种类型的用户自定义函数(UDF)进行扩展,其仍不如核心 API 更具表达能力,但是使用起来却更加简洁(代码量更少)。除此之外, Table API 程序在执行之前会经过内置优化器进行优化。

你可以在表与 DataStream/DataSet 之间无缝切换,以允许程序将 Table API 与 DataStream 以及 DataSet 混合使用。

Flink 提供的最高层级的抽象是 SQL 。这一层抽象在语法与表达能力上与 Table API 类似,但是是以 SQL 查询表达式的形式表现程序。SQL 抽象与 Table API交互密切,同时 SQL 查询可以直接在 Table API 定义的表上执行。

目前 Flink 作为批处理还不是主流,不如 Spark 成熟,所以 DataSet 使用的并不是很多。Flink Table API 和 Flink SQL 也并不完善,大多都由各大厂商自己定制。所以我们主要学习 DataStream API 的使用。实际上 Flink 作为最接近 Google DataFlow模型的实现,是流批统一的观点,所以基本上使用 DataStream 就可以了。
分层API

4)-Flink的其他特点

在这里插入图片描述

7-Flink vs Spark Streaming

1)-核心思想不同

批处理的特点是有界、持久、大量,非常适合需要访问全套记录才能完成的计算工作,一般用于离线统计。
流处理的特点是无界、实时, 无需针对整个数据集执行操作,而是对通过系统传输的每个数据项执行操作,一般用于实时统计。

在 spark 的世界观中,一切都是由批次组成的,离线数据是一个大批次,而实时数据是由一个一个无限的小批次组成的。
而在 flink 的世界观中,一切都是由流组成的,离线数据是有界限的流,实时数据是一个没有界限的流,这就是所谓的有界流和无界流。

无界数据流:无界数据流有一个开始但是没有结束,它们不会在生成时终止并提供数据,必须连续处理无界流,也就是说必须在获取后立即处理 event。对于无界数据流我们无法等待所有数据都到达,因为输入是无界的,并且在任何时间点都不会完成。处理无界数据通常要求以特定顺序(例如事件发生的顺序)获取 event,以便能够推断结果完整性。

有界数据流:有界数据流有明确定义的开始和结束,可以在执行任何计算之前通过获取所有数据来处理有界流,处理有界流不需要有序获取,因为可以始终对有界数据集进行排序,有界流的处理也称为批处理。

这种以流为世界观的架构,获得的最大好处就是具有极低的延迟。
Flink vs Spark Streaming

2)-数据模型不同

数据模型

3)-运行时架构

运行时架构不同

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