以下面的 SQL 为例,我们来介绍下其在离线中和在实时中执行的区别,对比学习一下,大家就比较清楚了。
INSERT INTO target_table
SELECT PRETTY_PRINT(order_id) FROM Orders
Where id > 3
这个 SQL 对应的实时任务,假设 Orders 为 kafka,target_table 也为 Kafka,在执行时,会生成三个算子:
- 数据源算子(From Order):连接到 Kafka topic,数据源算子一直运行,实时的从 Order Kafka 中一条一条的读取数据,然后一条一条发送给下游的 过滤和字段标准化算子。
- 过滤和字段标准化算子(Where id > 3 和 PRETTY_PRINT(order_id)):接收到上游算子发的一条一条的数据,然后判断 id > 3?将判断结果为 true 的数据执行 PRETTY_PRINT UDF 后,一条一条将计算结果数据发给下游 数据汇算子。
- 数据汇算子(INSERT INTO target_table):接收到上游发的一条一条的数据,写入到 target_table Kafka 中。
可以看到这个实时任务的所有算子是以一种 pipeline 模式运行的,所有的算子在同一时刻都是处于 running 状态的,24 小时一直在运行,实时任务中也没有离线中常见的分区概念。
select & where
关于看如何看一段 Flink SQL 最终的执行计划:
最好的方法就如上图,看 Flink web ui 的算子图,算子图上详细的标记清楚了每一个算子做的事情。以上图来说,我们可以看到主要有三个算子:
- Source 算子:Source: TableSourceScan(table=[[default_catalog, default_database, Orders]], fields=[order_id, name]) -> Calc(select=[order_id, name, CAST(CURRENT_TIMESTAMP()) AS row_time]) -> WatermarkAssigner(rowtime=[row_time], watermark=[(row_time - 5000:INTERVAL SECOND)]) ,其中 Source 表名称为 table=[[default_catalog, default_database, Orders],字段为 select=[order_id, name, CAST(CURRENT_TIMESTAMP()) AS row_time],Watermark 策略为 rowtime=[row_time], watermark=[(row_time - 5000:INTERVAL SECOND)]。
- 过滤算子:Calc(select=[order_id, name, row_time], where=[(order_id > 3)]) -> NotNullEnforcer(fields=[order_id]),其中过滤条件为 where=[(order_id > 3)],结果字段为 select=[order_id, name, row_time]
- Sink 算子:Sink: Sink(table=[default_catalog.default_database.target_table], fields=[order_id, name, row_time]),其中最终产出的表名称为 table=[default_catalog.default_database.target_table],表字段为 fields=[order_id, name, row_time]。
可以看到 Flink SQL 具体执行了哪些操作是非常详细的标记在算子图上。所以小伙伴萌一定要学会看算子图,这是掌握 debug、调优前最基础的一个技巧。
那么如果这个 SQL 放在 Hive 中执行时,假设其中 Orders 为 Hive 表,target_table 也为 Hive 表,其也会生成三个类似的算子(虽然实际可能会被优化为一个算子,这里为了方便对比,划分为三个进行介绍),离线和实时任务的执行方式完全不同:
- 数据源算子(From Order):数据源从 Order Hive 表(通常都是读一天、一小时的分区数据)中一次性读取所有的数据,然后将读到的数据全部发给下游 过滤字段标准化算子,然后 数据源算子就运行结束了,释放资源了。
- 过滤和字段标准化算子(Where id > 3 和 PRETTY_PRINT(order_id)):接收到上游算子的所有数据,然后遍历所有数据判断 id > 3?将判断结果为 true 的数据执行 PRETTY_PRINT UDF 后,将所有数据发给下游 数据汇算子,然后 过滤和字段标准化算子 就运行结束了,释放资源了。
- 数据汇算子(INSERT INTO target_table):接收到上游的所有数据,将所有数据都写到 target_table Hive 表中,然后整个任务就运行结束了,整个任务的资源也就都释放了。
可以看到离线任务的算子是分阶段(stage)进行运行的,每一个 stage 运行结束之后,然后下一个 stage 开始运行,全部的 stage 运行完成之后,这个离线任务就跑结束了。
注意:
很多小伙伴都是之前做过离线数仓的,熟悉了离线的分区、计算任务定时调度运行这两个概念,所以在最初接触 Flink SQL 时,会以为 Flink SQL 实时任务也会存在这两个概念,这里博主做一下解释。
- 分区概念:离线由于能力限制问题,通常都是进行一批一批的数据计算,每一批数据的数据量都是有限的集合,这一批一批的数据自然的划分方式就是时间,比如按小时、天进行划分分区。但是 在实时任务中,是没有分区的概念的,实时任务的上游、下游都是无限的数据流。
- 计算任务定时调度概念:同上,离线就是由于计算能力限制,数据要一批一批算,一批一批输入、产出,所以要按照小时、天定时的调度和计算。但是在实时任务中,是没有定时调度的概念的,实时任务一旦运行起来就是 24 小时不间断,不间断的处理上游无限的数据,不简单的产出数据给到下游。
3.DML:SELECT DISTINCT 子句
- 应用场景(支持 Batch\Streaming):语句和离线 Hive SQL SELECT DISTINCT 语句一样的,xdm,用作根据 key 进行数据去重。
- 直接上案例:
INSERT into target_table
SELECT
DISTINCT id
FROM Orders
- SQL 语义:
也是拿离线和实时做对比。
这个 SQL 对应的实时任务,假设 Orders 为 kafka,target_table 也为 Kafka,在执行时,会生成三个算子:
- 数据源算子(From Order):连接到 Kafka topic,数据源算子一直运行,实时的从 Order Kafka 中一条一条的读取数据,然后一条一条发送给下游的 去重算子。
- 去重算子(DISTINCT id):接收到上游算子发的一条一条的数据,然后判断这个 id 之前是否已经来过了,判断方式就是使用 Flink 中的 state 状态,如果状态中已经有这个 id 了,则说明已经来过了,不往下游算子发,如果状态中没有这个 id,则说明没来过,则往下游算子发,也是一条一条发给下游 。 数据汇算子数据汇算子(INSERT INTO target_table):接收到上游发的一条一条的数据,写入到target_table Kafka 中。
select distinct
注意:
对于实时任务,计算时的状态可能会无限增长。
状态大小取决于不同 key(上述案例为 id 字段)的数量。为了防止状态无限变大,我们可以设置状态的 TTL。但是这可能会影响查询结果的正确性,比如某个 key 的数据过期从状态中删除了,那么下次再来这么一个 key,由于在状态中找不到,就又会输出一遍。
那么如果这个 SQL 放在 Hive 中执行时,假设其中 Orders 为 Hive 表,target_table 也为 Hive 表,其也会生成三个相同的算子(虽然可能会被优化为一个算子,这里为了方便对比,划分为三个进行介绍),但是其和实时任务的执行方式完全不同:
- 数据源算子(From Order):数据源从 Order Hive 表(通常都有天、小时分区限制)中一次性读取所有的数据,然后将读到的数据全部发给下游去重算子,然后 数据源算子 就运行结束了,释放资源了。
- 去重算子(DISTINCT id):接收到上游算子的所有数据,然后遍历所有数据进行去重,将去重完的所有结果数据发给下游 数据汇算子,然后 去重算子就运行结束了,释放资源了。
- 数据汇算子(INSERT INTO target_table):接收到上游的所有数据,将所有数据都写到 target_table Hive 中,然后整个任务就运行结束了,整个任务的资源也就都释放了。