Flink Java API接口介绍
由于Flink开源版本升级,为避免出现API兼容性或可靠性问题,建议用户使用配套版本的API。
Flink常用接口
Flink主要使用到如下这几个类:
- StreamExecutionEnvironment:是Flink流处理的基础,提供了程序的执行环境。
- DataStream:Flink用类DataStream来表示程序中的流式数据。用户可以认为它们是含有重复数据的不可修改的集合(collection),DataStream中元素的数量是无限的。
- KeyedStream:DataStream通过keyBy分组操作生成流,通过设置的key值对数据进行分组。
- WindowedStream:KeyedStream通过window窗口函数生成的流,设置窗口类型并且定义窗口触发条件,然后在窗口数据上进行一些操作。
- AllWindowedStream:DataStream通过window窗口函数生成的流,设置窗口类型并且定义窗口触发条件,然后在窗口数据上进行一些操作。
- ConnectedStreams:将两条DataStream流连接起来并且保持原有流数据的类型,然后进行map或者flatMap操作。
- JoinedStreams:在窗口上对数据进行等值join操作(等值就是判断两个值相同的join,比如a.id = b.id),join操作是coGroup操作的一种特殊场景。
- CoGroupedStreams:在窗口上对数据进行coGroup操作,可以实现流的各种join类型。
流数据输入
API |
说明 |
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public final <OUT> DataStreamSource<OUT> fromElements(OUT... data) |
获取用户定义的多个元素的数据,作为输入流数据。
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public final <OUT> DataStreamSource<OUT> fromElements(Class<OUT> type, OUT... data) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> fromCollection(Collection<OUT> data) |
获取用户定义的集合数据,作为输入流数据。
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> fromCollection(Collection<OUT> data, TypeInformation<OUT> typeInfo) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> fromCollection(Iterator<OUT> data, Class<OUT> type) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> fromCollection(Iterator<OUT> data, TypeInformation<OUT> typeInfo) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> fromParallelCollection(SplittableIterator<OUT> iterator, Class<OUT> type) |
获取用户定义的集合数据,作为输入并行流数据。
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> fromParallelCollection(SplittableIterator<OUT> iterator, TypeInformation<OUT> typeInfo) |
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private <OUT> DataStreamSource<OUT> fromParallelCollection(SplittableIterator<OUT> iterator, TypeInformation<OUT> typeInfo, String operatorName) |
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public DataStreamSource<Long> generateSequence(long from, long to) |
获取用户定义的一串序列数据,作为输入流数据。
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public DataStreamSource<String> readTextFile(String filePath) |
获取用户定义的某路径下的文本文件数据,作为输入流数据。
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public DataStreamSource<String> readTextFile(String filePath, String charsetName) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> readFile(FileInputFormat<OUT> inputFormat, String filePath) |
获取用户定义的某路径下的文件数据,作为输入流数据。
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> readFile(FileInputFormat<OUT> inputFormat, String filePath, FileProcessingMode watchType, long interval) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> readFile(FileInputFormat<OUT> inputFormat, String filePath, FileProcessingMode watchType, long interval, TypeInformation<OUT> typeInformation) |
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public DataStreamSource<String> socketTextStream(String hostname, int port, String delimiter, long maxRetry) |
获取用户定义的Socket数据,作为输入流数据。
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public DataStreamSource<String> socketTextStream(String hostname, int port, String delimiter) |
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public DataStreamSource<String> socketTextStream(String hostname, int port) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> addSource(SourceFunction<OUT> function) |
用户自定义SourceFunction,addSource方法可以添加Kafka等数据源,主要实现方法为SourceFunction的run。
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> addSource(SourceFunction<OUT> function, String sourceName) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> addSource(SourceFunction<OUT> function, TypeInformation<OUT> typeInfo) |
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public <OUT> DataStreamSource<OUT> addSource(SourceFunction<OUT> function, String sourceName, TypeInformation<OUT> typeInfo) |
数据输出
API |
说明 |
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public DataStreamSink<T> print() |
数据输出以标准输出流打印出来。 |
public DataStreamSink<T> printToErr() |
数据输出以标准error输出流打印出来。 |
public DataStreamSink<T> writeAsText(String path) |
数据输出写入到某个文本文件中。
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public DataStreamSink<T> writeAsText(String path, WriteMode writeMode) |
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public DataStreamSink<T> writeAsCsv(String path) |
数据输出写入到某个csv格式的文件中。
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public DataStreamSink<T> writeAsCsv(String path, WriteMode writeMode) |
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public <X extends Tuple> DataStreamSink<T> writeAsCsv(String path, WriteMode writeMode, String rowDelimiter, String fieldDelimiter) |
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public DataStreamSink<T> writeToSocket(String hostName, int port, SerializationSchema<T> schema) |
数据输出写入到Socket连接中。
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public DataStreamSink<T> writeUsingOutputFormat(OutputFormat<T> format) |
数据输出到普通文件中,例如二进制文件。 |
public DataStreamSink<T> addSink(SinkFunction<T> sinkFunction) |
用户自定义的数据输出,addSink方法可以添加Kafka等数据输出,主要实现方法为SinkFunction的invoke方法。 |
过滤和映射能力
API |
说明 |
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> map(MapFunction<T, R> mapper) |
输入一个元素,生成另一个元素,元素类型不变。 |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> flatMap(FlatMapFunction<T, R> flatMapper) |
输入一个元素,生成零个、一个或者多个元素。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> filter(FilterFunction<T> filter) |
对每个元素执行一个布尔函数,只保留返回true的元素。 |
聚合能力
API |
说明 |
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public KeyedStream<T, Tuple> keyBy(int... fields) |
将流逻辑分区成不相交的分区,每个分区包含相同key的元素。内部是用hash分区来实现的。这个转换返回了一个KeyedStream。 KeyBy操作之后返回KeyedStream,然后再调用KeyedStream的函数(例如reduce/fold/min/minby/max/maxby/sum/sumby等)进行相应操作。
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public KeyedStream<T, Tuple> keyBy(String... fields) |
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public <K> KeyedStream<T, K> keyBy(KeySelector<T, K> key) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> reduce(ReduceFunction<T> reducer) |
在一个KeyedStream上“滚动”reduce。合并当前元素与上一个被reduce的值,然后输出新的值。注意三者的类型是一致的。 |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(R initialValue, FoldFunction<T, R> folder) |
在一个KeyedStream上基于一个初始值“滚动”折叠。合并当前元素和上一个被折叠的值,然后输出新值。注意Fold的输入值与返回值类型可以不一致。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> sum(int positionToSum) |
在一个KeyedStream上滚动求和操作。 positionToSum和field代表对某一列求和。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> sum(String field) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> min(int positionToMin) |
在一个KeyedStream上滚动求最小值。min返回了最小值,不保证非最小值列的准确性。 positionToMin和field代表对某一列求最小值。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> min(String field) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> max(int positionToMax) |
在一个KeyedStream上滚动求最大值。max返回了最大值,不保证非最大值列的准确性。 positionToMax和field代表对某一列求最大值。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> max(String field) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(int positionToMinBy) |
在一个KeyedStream上求某一列最小值所在的该行数据,minBy返回了该行数据的所有元素。
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(String positionToMinBy) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(int positionToMinBy, boolean first) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(String field, boolean first) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(int positionToMaxBy) |
在一个KeyedStream上求某一列最大值所在的该行数据,maxBy返回了该行数据的所有元素。
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(String positionToMaxBy) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(int positionToMaxBy, boolean first) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(String field, boolean first) |
数据流分发能力
API |
说明 |
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public <K> DataStream<T> partitionCustom(Partitioner<K> partitioner, int field) |
使用一个用户自定义的Partitioner对每一个元素选择目标task。
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public <K> DataStream<T> partitionCustom(Partitioner<K> partitioner, String field) |
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public <K> DataStream<T> partitionCustom(Partitioner<K> partitioner, KeySelector<T, K> keySelector) |
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public DataStream<T> shuffle() |
以均匀分布的形式将元素随机地进行分区。 |
public DataStream<T> rebalance() |
基于round-robin对元素进行分区,使得每个分区负责均衡。对于存在数据倾斜的性能优化是很有用的。 |
public DataStream<T> rescale() |
以round-robin的形式将元素分区到下游操作的子集中。 |
public DataStream<T> broadcast() |
广播每个元素到所有分区。 |
提供project的能力
API |
说明 |
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public <R extends Tuple> SingleOutputStreamOperator<R> project(int... fieldIndexes) |
从元组中选择了一部分字段子集。 fieldIndexes指的是需要选择的元组中的某几个序列。
说明:
只支持Tuple数据类型的project投影。 |
提供设置eventtime属性的能力
API |
说明 |
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public SingleOutputStreamOperator<T> assignTimestampsAndWatermarks(AssignerWithPeriodicWatermarks<T> timestampAndWatermarkAssigner) |
为了能让event time窗口可以正常触发窗口计算操作,需要从记录中提取时间戳。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> assignTimestampsAndWatermarks(AssignerWithPunctuatedWatermarks<T> timestampAndWatermarkAssigner) |
根据接口参数不同可以分为以上两种,AssignerWithPeriodicWatermarks和AssignerWithPunctuatedWatermarks的区别如表8所示。
提供迭代的能力
API |
说明 |
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public IterativeStream<T> iterate() |
在流(flow)中创建一个带反馈的循环,通过重定向一个operator的输出到之前的operator。
说明:
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public IterativeStream<T> iterate(long maxWaitTimeMillis) |
提供分流能力
API |
说明 |
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public SplitStream<T> split(OutputSelector<T> outputSelector) |
传入OutputSelector,重写select方法确定分流的依据(即打标记),构建SplitStream流。即对每个元素做一个字符串的标记,作为选择的依据,打好标记之后就可以通过标记选出并新建某个标记的流。 |
public DataStream<OUT> select(String... outputNames) |
从一个SplitStream中选出一个或多个流。 outputNames指的是使用split方法对每个元素做的字符串标记的序列。 |
窗口能力
窗口分为跳跃窗口和滑动窗口。
- 支持Window、TimeWindow、CountWindow以及WindowAll、TimeWindowAll、CountWindowAll API窗口生成。
- 支持Window Apply、Window Reduce、Window Fold、Aggregations on windows API窗口操作。
- 支持多种Window Assigner(TumblingEventTimeWindows、TumblingProcessingTimeWindows、SlidingEventTimeWindows、SlidingProcessingTimeWindows、EventTimeSessionWindows、ProcessingTimeSessionWindows、GlobalWindows)。
- 支持三种时间ProcessingTime、EventTime和IngestionTime。
- 支持两种EventTime时间戳方式:AssignerWithPeriodicWatermarks和AssignerWithPunctuatedWatermarks。
窗口生成类API如表11所示。
API |
说明 |
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public <W extends Window> WindowedStream<T, KEY, W> window(WindowAssigner<? super T, W> assigner) |
窗口可以被定义在已经被分区的KeyedStreams上。窗口会对数据的每一个key根据一些特征(例如在最近5秒钟内到达的数据)进行分组。 |
public <W extends Window> AllWindowedStream<T, W> windowAll(WindowAssigner<? super T, W> assigner) |
窗口可以被定义在DataStream上。 |
public WindowedStream<T, KEY, TimeWindow> timeWindow(Time size) |
时间窗口定义在已经被分区的KeyedStreams上,根据environment.getStreamTimeCharacteristic()参数选择是ProcessingTime还是EventTime,根据参数个数确定是TumblingWindow还是SlidingWindow。
说明:
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public WindowedStream<T, KEY, TimeWindow> timeWindow(Time size, Time slide) |
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public AllWindowedStream<T, TimeWindow> timeWindowAll(Time size) |
时间窗口定义在DataStream上,根据environment.getStreamTimeCharacteristic()参数选择是ProcessingTime还是EventTime,根据参数个数确定是TumblingWindow还是SlidingWindow。
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public AllWindowedStream<T, TimeWindow> timeWindowAll(Time size, Time slide) |
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public WindowedStream<T, KEY, GlobalWindow> countWindow(long size) |
按照元素个数区分窗口,定义在已经被分区的KeyedStreams上。
说明:
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public WindowedStream<T, KEY, GlobalWindow> countWindow(long size, long slide) |
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public AllWindowedStream<T, GlobalWindow> countWindowAll(Time size) |
按照元素个数区分窗口,定义在DataStream上。
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public AllWindowedStream<T, GlobalWindow> countWindowAll(Time size, Time slide) |
窗口操作类API如表12所示。
方法 |
API |
说明 |
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Window |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> apply(WindowFunction<T, R, K, W> function) |
应用一个一般的函数到窗口上,窗口中的数据会作为一个整体被计算。
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> apply(WindowFunction<T, R, K, W> function, TypeInformation<R> resultType) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> reduce(ReduceFunction<T> function) |
应用一个reduce函数到窗口上,返回reduce后的值。
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> reduce(ReduceFunction<T> reduceFunction, WindowFunction<T, R, K, W> function) |
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> reduce( ReduceFunction<T> reduceFunction, WindowFunction<T, R, K, W> function, TypeInformation<R> resultType) |
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(R initialValue, FoldFunction<T, R> function) |
应用一个fold函数到窗口上,然后返回折叠后的值。
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(R initialValue, FoldFunction<T, R> function, TypeInformation<R> resultType) |
||
public <ACC, R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(ACC initialValue, FoldFunction<T, ACC> foldFunction, WindowFunction<ACC, R, K, W> function) |
||
public <ACC, R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(ACC initialValue, FoldFunction<T, ACC> foldFunction, WindowFunction<ACC, R, K, W> function, TypeInformation<ACC> foldAccumulatorType, TypeInformation<R> resultType) |
||
WindowAll |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> apply(AllWindowFunction<T, R, W> function) |
应用一个一般的函数到窗口上,窗口中的数据会作为一个整体被计算。 |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> apply(AllWindowFunction<T, R, W> function, TypeInformation<R> resultType) |
||
public SingleOutputStreamOperator<T> reduce(ReduceFunction<T> function) |
应用一个reduce函数到窗口上,返回reduce后的值。
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> reduce(ReduceFunction<T> reduceFunction, AllWindowFunction<T, R, W> function) |
||
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> reduce(ReduceFunction<T> reduceFunction, AllWindowFunction<T, R, W> function, TypeInformation<R> resultType) |
||
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(R initialValue, FoldFunction<T, R> function) |
应用一个fold函数到窗口上,然后返回折叠后的值。
|
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public <R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(R initialValue, FoldFunction<T, R> function, TypeInformation<R> resultType) |
||
public <ACC, R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(ACC initialValue, FoldFunction<T, ACC> foldFunction, AllWindowFunction<ACC, R, W> function) |
||
public <ACC, R> SingleOutputStreamOperator<R> fold(ACC initialValue, FoldFunction<T, ACC> foldFunction, AllWindowFunction<ACC, R, W> function, TypeInformation<ACC> foldAccumulatorType, TypeInformation<R> resultType) |
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Window和WindowAll |
public SingleOutputStreamOperator<T> sum(int positionToSum) |
对窗口数据的某一列求和。 positionToSum和field代表数据的某一列。 |
public SingleOutputStreamOperator<T> sum(String field) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> min(int positionToMin) |
对窗口数据的某一列求最小值。min返回了最小值,不保证非最小值列的准确性。 positionToMin和field代表对某一列求最小值。 |
|
public SingleOutputStreamOperator<T> min(String field) |
||
public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(int positionToMinBy) |
对窗口数据的某一列求最小值所在的该行数据,minBy返回了该行数据的所有元素。
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(String positionToMinBy) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(int positionToMinBy, boolean first) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> minBy(String field, boolean first) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> max(int positionToMax) |
对窗口数据的某一列求最大值。max返回了最大值,不保证非最大值列的准确性。 positionToMax和field代表对某一列求最大值。 |
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public SingleOutputStreamOperator<T> max(String field) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(int positionToMaxBy)//默认true |
对窗口数据的某一列求最大值所在的该行数据,maxBy返回了在这个字段上是最大值的所有元素。
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(String positionToMaxBy)//默认true |
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(int positionToMaxBy, boolean first) |
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public SingleOutputStreamOperator<T> maxBy(String field, boolean first) |
提供多流合并的能力
API |
说明 |
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public final DataStream<T> union(DataStream<T>... streams) |
Union两个或多个数据流,生成一个新的包含了来自所有流的所有数据的数据流。
说明:
如果你将一个数据流与其自身进行了合并,在结果流中对于每个元素你都会拿到两份。 |
public <R> ConnectedStreams<T, R> connect(DataStream<R> dataStream) |
“连接”两个数据流并保持原先的类型。Connect可以让两条流之间共享状态。产生ConnectedStreams之后,调用map或者flatmap进行操作计算。 |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> map(CoMapFunction<IN1, IN2, R> coMapper) |
在ConnectedStreams上做元素映射,类似DataStream的map操作,元素映射之后流数据类型统一。 |
public <R> SingleOutputStreamOperator<R> flatMap(CoFlatMapFunction<IN1, IN2, R> coFlatMapper) |
在ConnectedStreams上做元素映射,类似DataStream的flatMap操作,元素映射之后流数据类型统一。 |
提供Join能力
API |
说明 |
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public <T2> JoinedStreams<T, T2> join(DataStream<T2> otherStream) |
通过给定的key在一个窗口范围内join两条数据流。 |
public <T2> CoGroupedStreams<T, T2> coGroup(DataStream<T2> otherStream) |
通过给定的key在一个窗口范围内co-group两条数据流。 |