Flink SQL -- 命令行的使用

1、启动Flink SQL

首先启动Flink的集群，选择独立集群模式或者是session的模式。此处选择是时session的模式：

yarn-session.sh -d 

在启动Flink SQL的client：
sql-client.sh

2、kafka SQL 连接器

在使用kafka作为数据源的时候需要上传jar包到flnik的lib下：

/usr/local/soft/flink-1.15.2/lib

可以去官网找对应的版本下载上传。

1、创建表：

再流上定义表
再flink中创建表相当于创建一个视图（视图中不存数据，只有查询视图时才会去原表中读取数据）

CREATE TABLE students (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING    
) WITH (
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'student',
  'properties.bootstrap.servers' = 'master:9092,node1:9092,node2:9092',
  'properties.group.id' = 'testGroup',
  'scan.startup.mode' = 'earliest-offset',
  'format' = 'csv'
)

2、查询数据(连续查询)：

select clazz,count(1) as c from students group by clazz;

3、客户端为维护和可视化结果提供了三种的模式：

    1、表格模式（默认使用的模式），（table mode），在内存中实体化结果，并将结果用规则的分页表格可视化展示出来

SET 'sql-client.execution.result-mode' = 'table';

    2、变更日志模式，（changelog mode），不会实体化和可视化结果，而是由插入（+）和撤销（-）组成的持续查询产生结果流。

SET 'sql-client.execution.result-mode' = 'changelog';

    3、Tableau模式（tableau mode）更接近传统的数据库，会将执行的结果以制表的形式直接打在屏幕之上。具体显示的内容会取决于作业 执行模式的不同(execution.type)：

SET 'sql-client.execution.result-mode' = 'tableau';

4、 Flink SQL流批一体：

1、流处理：

            a、流处理即可以处理有界流也可以处理无界流

            b、流处理的输出的结果是连续的结果

            c、流处理的底层是持续流的模型，上游的Task和下游的Task同时启动等待数据的到达

SET 'execution.runtime-mode' = 'streaming'; 

2、批处理：

            a、批处理只能用于处理有界流

            b、输出的是最终的结果

            c、批处理的底层是MapReduce模型，会先执行上游的Task，在执行下游的Task 

SET 'execution.runtime-mode' = 'batch';

Flink做批处理，读取一个文件：

-- 创建一个有界流的表
CREATE TABLE students_hdfs (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
)WITH (
  'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
  'path' = 'hdfs://master:9000/data/spark/stu/students.txt',  -- 必选：指定路径
  'format' = 'csv'                     -- 必选：文件系统连接器指定 format
);

select clazz,count(1) as c from 
students_hdfs
group by clazz

5、Flink SQL的连接器：

1、kafka SQL 连接器

对于一些参数需要从官网进行了解。

            1、kafka source 

-- 创建kafka 表
CREATE TABLE students_kafka (
    `offset` BIGINT METADATA VIRTUAL, -- 偏移量
    `event_time` TIMESTAMP(3) METADATA FROM 'timestamp', --数据进入kafka的时间，可以当作事件时间使用
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'students', -- 数据的topic
  'properties.bootstrap.servers' = 'master:9092,node1:9092,node2:9092', -- broker 列表
  'properties.group.id' = 'testGroup', -- 消费者组
  'scan.startup.mode' = 'earliest-offset', -- 读取数据的位置earliest-offset latest-offset
  'format' = 'csv' -- 读取数据的格式
);

            2、kafka sink 

-- 创建kafka 表
CREATE TABLE students_kafka_sink (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'students_sink', -- 数据的topic
  'properties.bootstrap.servers' = 'master:9092,node1:9092,node2:9092', -- broker 列表
  'properties.group.id' = 'testGroup', -- 消费者组
  'scan.startup.mode' = 'earliest-offset', -- 读取数据的位置earliest-offset latest-offset
  'format' = 'csv' -- 读取数据的格式
);

-- 将查询结果保存到kafka中
insert into students_kafka_sink
select * from students_hdfs;

kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server  master:9092,node1:9092,node2:9092 --from-beginning --topic students_sink

    3、将更新的流写入到kafka中 

因为在Kafka是一个消息队列，是不会去重的。所以只需要将读取数据的格式改成canal-json。当数据被读取回来还是原来的流模式。

CREATE TABLE clazz_num_kafka (
    clazz STRING,
    num BIGINT
) WITH (
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'clazz_num', -- 数据的topic
  'properties.bootstrap.servers' = 'master:9092,node1:9092,node2:9092', -- broker 列表
  'properties.group.id' = 'testGroup', -- 消费者组
  'scan.startup.mode' = 'earliest-offset', -- 读取数据的位置earliest-offset latest-offset
  'format' = 'canal-json' -- 读取数据的格式
);

-- 将更新的数据写入kafka需要使用canal-json格式，数据中会带上操作类型
{"data":[{"clazz":"文科一班","num":71}],"type":"INSERT"}
{"data":[{"clazz":"理科三班","num":67}],"type":"DELETE"}

insert into clazz_num_kafka
select clazz,count(1) as num from 
students
group by clazz;

kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server  master:9092,node1:9092,node2:9092 --from-beginning --topic clazz_num

2、 hdfs SQL 连接器

            1、hdfs source

                    Flink读取文件可以使用有界流的方式，也可以是无界流方式。

-- 有界流
CREATE TABLE students_hdfs_batch (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
)WITH (
  'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
  'path' = 'hdfs://master:9000/data/student',  -- 必选：指定路径
  'format' = 'csv'                     -- 必选：文件系统连接器指定 format
);

select * from students_hdfs_batch;

-- 无界流
-- 基于hdfs做流处理，读取数据是以文件为单位，延迟比kafka大
CREATE TABLE students_hdfs_stream (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
)WITH (
    'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
    'path' = 'hdfs://master:9000/data/student',  -- 必选：指定路径
    'format' = 'csv' ,                    -- 必选：文件系统连接器指定 format
    'source.monitor-interval' = '5000' -- 每隔一段时间扫描目录，生成一个无界流
);

select * from students_hdfs_stream;

            2、hdfs sink

-- 1、批处理模式(使用方式和底层原理和hive类似)
SET 'execution.runtime-mode' = 'batch';

-- 创建表
CREATE TABLE clazz_num_hdfs (
    clazz STRING,
    num BIGINT
)WITH (
  'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
  'path' = 'hdfs://master:9000/data/clazz_num',  -- 必选：指定路径
  'format' = 'csv'                     -- 必选：文件系统连接器指定 format
);
-- 将查询结果保存到表中
insert into clazz_num_hdfs
select clazz,count(1) as num
from students_hdfs_batch
group by clazz;

-- 2、流处理模式
SET 'execution.runtime-mode' = 'streaming'; 

-- 创建表，如果查询数据返回的十更新更改的流需要使用canal-json格式
CREATE TABLE clazz_num_hdfs_canal_json (
    clazz STRING,
    num BIGINT
)WITH (
  'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
  'path' = 'hdfs://master:9000/data/clazz_num_canal_json',  -- 必选：指定路径
  'format' = 'canal-json'                     -- 必选：文件系统连接器指定 format
);

insert into clazz_num_hdfs_canal_json
select clazz,count(1) as num
from students_hdfs_stream
group by clazz;

3、MySQL SQL 连接器

    1、整合：

# 1、上传依赖包到flink 的lib目录下/usr/local/soft/flink-1.15.2/lib
flink-connector-jdbc-1.15.2.jar
mysql-connector-java-5.1.49.jar

# 2、需要重启flink集群
yarn application -kill [appid]
yarn-session.sh -d

# 3、重新进入sql命令行
sql-client.sh

2、mysql source

-- 有界流
-- flink中表的字段类型和字段名需要和mysql保持一致
CREATE TABLE students_jdbc (
    id BIGINT,
    name STRING,
    age BIGINT,
    gender STRING,
    clazz STRING,
    PRIMARY KEY (id) NOT ENFORCED -- 主键
) WITH (
    'connector' = 'jdbc',
    'url' = 'jdbc:mysql://master:3306/student',
    'table-name' = 'students',
    'username' ='root',
    'password' ='123456'
);

select * from students_jdbc;

    3、mysql sink 

-- 创建kafka 表
CREATE TABLE students_kafka (
    `offset` BIGINT METADATA VIRTUAL, -- 偏移量
    `event_time` TIMESTAMP(3) METADATA FROM 'timestamp', --数据进入kafka的时间，可以当作事件时间使用
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'students', -- 数据的topic
  'properties.bootstrap.servers' = 'master:9092,node1:9092,node2:9092', -- broker 列表
  'properties.group.id' = 'testGroup', -- 消费者组
  'scan.startup.mode' = 'earliest-offset', -- 读取数据的位置earliest-offset latest-offset
  'format' = 'csv' -- 读取数据的格式
);

-- 创建mysql sink表
CREATE TABLE clazz_num_mysql (
    clazz STRING,
    num BIGINT,
    PRIMARY KEY (clazz) NOT ENFORCED -- 主键
) WITH (
    'connector' = 'jdbc',
    'url' = 'jdbc:mysql://master:3306/student',
    'table-name' = 'clazz_num',
    'username' ='root',
    'password' ='123456'
);

--- 再mysql创建接收表
CREATE TABLE clazz_num (
    clazz varchar(10),
    num BIGINT,
    PRIMARY KEY (clazz) -- 主键
) ;

-- 将sql查询结果实时写入mysql
-- 将更新更改的流写入mysql,flink会自动按照主键更新数据
insert into clazz_num_mysql
select 
clazz,
count(1) as num from 
students_kafka
group by clazz;

kafka-console-producer.sh --broker-list master:9092,node1:9092,node2:9092 --topic students 插入一条数据

4、DataGen：用于生成随机数据，一般用在高性能测试上

-- 创建包（只能用于source表）
CREATE TABLE students_datagen (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
    'connector' = 'datagen',
    'rows-per-second'='5', -- 每秒随机生成的数据量
    'fields.age.min'='1',
    'fields.age.max'='100',
    'fields.sid.length'='10',
    'fields.name.length'='2',
    'fields.sex.length'='1',
    'fields.clazz.length'='4'
);

5、print：用于高性能测试 只能用于sink表

CREATE TABLE print_table (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
     'connector' = 'print'
);

insert into print_table
select * from students_datagen;

结果需要在提交的任务中查看。

6、BlackHole ：是用于高性能测试使用，在后面可以用于Flink的反压的测试。

CREATE TABLE blackhole_table (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
  'connector' = 'blackhole'
);

insert into blackhole_table
select * from students_datagen;

6、SQL 语法

1、Hints：

           用于提示执行，在Flink中可以动态的修改表中的属性，在Spark中可以用于广播。在修改动态表中属性后，不需要在重新建表，就可以读取修改后的需求。

CREATE TABLE students_kafka (
    `offset` BIGINT METADATA VIRTUAL, -- 偏移量
    `event_time` TIMESTAMP(3) METADATA FROM 'timestamp', --数据进入kafka的时间，可以当作事件时间使用
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
) WITH (
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'students', -- 数据的topic
  'properties.bootstrap.servers' = 'master:9092,node1:9092,node2:9092', -- broker 列表
  'properties.group.id' = 'testGroup', -- 消费者组
  'scan.startup.mode' = 'latest-offset', -- 读取数据的位置earliest-offset latest-offset
  'format' = 'csv' -- 读取数据的格式
);

-- 动态修改表属性，可以在查询数据时修改读取kafka数据的位置，不需要重新创建表
select * from students_kafka /*+ OPTIONS('scan.startup.mode' = 'earliest-offset') */;

-- 有界流
CREATE TABLE students_hdfs (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
)WITH (
    'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
    'path' = 'hdfs://master:9000/data/student',  -- 必选：指定路径
    'format' = 'csv'                     -- 必选：文件系统连接器指定 format
);

-- 可以在查询hdfs时，不需要再重新的创建表就可以动态改成无界流
select * from students_hdfs /*+ OPTIONS('source.monitor-interval' = '5000' )  */;

2、WITH:

            当一段SQL语句在被多次使用的时候，就将通过with给这个SQL起一个别名，类似于封装起来，就是为这个SQL创建一个临时的视图（并不是真正的视图），方便下次使用。

CREATE TABLE students_hdfs (
    sid STRING,
    name STRING,
    age INT,
    sex STRING,
    clazz STRING
)WITH (
    'connector' = 'filesystem',           -- 必选：指定连接器类型
    'path' = 'hdfs://master:9000/data/student',  -- 必选：指定路径
    'format' = 'csv'                     -- 必选：文件系统连接器指定 format
);

-- 可以在查询hdfs时，不需要再重新的创建表就可以动态改成无界流
select * from students_hdfs /*+ OPTIONS('source.monitor-interval' = '5000' )  */;

-- tmp别名代表的时子查询的sql,可以在后面的sql中多次使用
with tmp as (
    select * from students_hdfs 
    /*+ OPTIONS('source.monitor-interval' = '5000' )  */
    where clazz='文科一班'
)
select * from tmp
union all
select * from tmp;

3、DISTINCT:

在flink 的流处理中，使用distinct，flink需要将之前的数据保存在状态中，如果数据一直增加，状态会越来越大 状态越来越大，checkpoint时间会增加，最终会导致flink任务出问题

select 
count(distinct sid) 
from students_kafka /*+ OPTIONS('scan.startup.mode' = 'earliest-offset') */;

select 
    count(sid)  
from (
    select 
    distinct *
    from students_kafka /*+ OPTIONS('scan.startup.mode' = 'earliest-offset') */
);

注意事项：

   1、 当Flink Client客户端退出来以后，里面创建的动态表就不存在了。这些表结构是元数据，是存储在内存中的。

    2、当在进行where过滤的时候，字符串会出现三种情况：空的字符串、空格字符串、null的字符串，三者是有区别的：

    这三者是不同的概念，在进行where过滤的时候过滤的条件是不同的。

1、过滤空的字符串：
 where s！= ‘空字符串’

2、过滤空格字符串：
 where s！= ‘空格’

3、过滤null字符串：

where s！= null

Flink SQL中常见的函数：

from_unixtime： 
   
    以字符串格式 string 返回数字参数 numberic 的表示形式（默认为 ‘yyyy-MM-dd HH:mm:ss’

to_timestamp：  
    
    将格式为 string2（默认为：‘yyyy-MM-dd HH:mm:ss’）的字符串 string1 转换为 timestamp