Flink SQL之动态表

悠悠 2022-11-16 15:24 230阅读 0赞

### 目录 ###

*   *  （1）动态表
     *  （2）在流上定义表
     *  （3）连续查询
     *  （4）表到流的转换

## （1）动态表 ##

**动态表** 是 Flink 的支持流数据的 Table API 和 SQL 的核心概念。与表示批处理数据的静态表不同，动态表是随时间变化的。**可以像查询静态批处理表一样查询它们**。**查询动态表将生成一个 连续查询 。一个连续查询永远不会终止，结果会生成一个动态表。** 查询不断更新其(动态)结果表，以反映其(动态)输入表上的更改。本质上，动态表上的连续查询非常类似于定义物化视图的查询。

需要注意的是，连续查询的结果在语义上总是等价于以批处理模式在输入表快照上执行的相同查询的结果。

下图显示了流、动态表和连续查询之间的关系:

![在这里插入图片描述][20210408123153478.png]

1.  将流转换为动态表。
2.  在动态表上计算一个连续查询，生成一个新的动态表。
3.  生成的动态表被转换回流。

**注意： 动态表首先是一个逻辑概念。在查询执行期间不一定(完全)物化动态表。**

## （2）在流上定义表 ##

为了使用关系查询处理流，必须将其转换成 Table。从概念上讲，流的每条记录都被解释为对结果表的 INSERT 操作。**本质上我们正在从一个 INSERT-only 的 changelog 流构建表。**

下图显示了单击事件流(左侧)如何转换为表(右侧)。当插入更多的单击流记录时，结果表将不断增长。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTM2NjQ5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**注意： 在流上定义的表在内部没有物化。**

## （3）连续查询 ##

**在动态表上计算一个连续查询，并生成一个新的动态表。** 与批处理查询不同，连续查询从不终止，**并根据其输入表上的更新更新其结果表**。在任何时候，连续查询的结果在语义上与以批处理模式在输入表快照上执行的相同查询的结果相同。

在接下来的代码中，我们将展示 clicks 表上的两个示例查询，这个表是在点击事件流上定义的。

第一个查询是一个简单的 GROUP-BY COUNT 聚合查询。它基于 user 字段对 clicks 表进行分组，并统计访问的 URL 的数量。下面的图显示了当 clicks 表被附加的行更新时，查询是如何被评估的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTM2NjQ5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
当查询开始，clicks 表(左侧)是空的。当第一行数据被插入到 clicks 表时，查询开始计算结果表。第一行数据 \[Mary,./home\] 插入后，结果表(右侧，上部)由一行 \[Mary, 1\] 组成。当第二行 \[Bob, ./cart\] 插入到 clicks 表时，查询会更新结果表并插入了一行新数据 \[Bob, 1\]。第三行 \[Mary, ./prod?id=1\] 将产生已计算的结果行的更新，\[Mary, 1\] 更新成 \[Mary, 2\]。最后，当第四行数据加入 clicks 表时，查询将第三行 \[Liz, 1\] 插入到结果表中。

第二条查询与第一条类似，但是除了用户属性之外，还将 clicks 分组至每小时滚动窗口中，然后计算 url 数量(基于时间的计算，例如基于特定时间属性的窗口，后面会讨论)。同样，该图显示了不同时间点的输入和输出，以可视化动态表的变化特性。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTM2NjQ5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

与前面一样，左边显示了输入表 clicks。查询每小时持续计算结果并更新结果表。clicks表包含四行带有时间戳(cTime)的数据，时间戳在 12:00:00 和 12:59:59 之间。查询从这个输入计算出两个结果行(每个 user 一个)，并将它们附加到结果表中。对于 13:00:00 和 13:59:59 之间的下一个窗口，clicks 表包含三行，这将导致另外两行被追加到结果表。随着时间的推移，更多的行被添加到 click 中，结果表将被更新。

## （4）表到流的转换 ##

动态表可以像普通数据库表一样通过 INSERT、UPDATE 和 DELETE 来不断修改。它可能是一个只有一行、不断更新的表，也可能是一个 insert-only 的表，没有 UPDATE 和 DELETE 修改，或者介于两者之间的其他表。

在将动态表转换为流或将其写入外部系统时，需要对这些更改进行编码。Flink的 Table API 和 SQL 支持三种方式来编码一个动态表的变化:

**Append-only 流： 仅通过 INSERT 操作修改的动态表可以通过输出插入的行转换为流。**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTM2NjQ5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
**Retract 流：** retract 流包含两种类型的 message： add messages 和 retract messages 。通过将INSERT 操作编码为 add message、将 DELETE 操作编码为 retract message、将 UPDATE 操作编码为更新(先前)行的 retract message 和更新(新)行的 add message，将动态表转换为 retract 流。下图显示了将动态表转换为 retract 流的过程。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTM2NjQ5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
**Upsert 流:** upsert 流包含两种类型的 message： upsert messages 和delete messages。转换为 upsert 流的动态表需要(可能是组合的)唯一键。通过将 INSERT 和 UPDATE 操作编码为 upsert message，将 DELETE 操作编码为 delete message ，将具有唯一键的动态表转换为流。消费流的算子需要知道唯一键的属性，以便正确地应用 message。与 retract 流的主要区别在于 UPDATE 操作是用单个 message 编码的，因此效率更高。下图显示了将动态表转换为 upsert 流的过程。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTM2NjQ5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
在通用概念中讨论了将动态表转换为 DataStream 的 API。**请注意，在将动态表转换为 DataStream 时，只支持 append 流和 retract 流。**

相关动态表可以详见官网：

*  [https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.12/zh/dev/table/streaming/dynamic\_tables.html][https_ci.apache.org_projects_flink_flink-docs-release-1.12_zh_dev_table_streaming_dynamic_tables.html]

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[https_ci.apache.org_projects_flink_flink-docs-release-1.12_zh_dev_table_streaming_dynamic_tables.html]: https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.12/zh/dev/table/streaming/dynamic_tables.html