StructuredStreaming 内置数据源及实现自定义数据源【代码及详解】
版本说明：
Spark:2.3/2.4
代码下载：
1 Structured内置的输入源 Source
官网文档：http://spark.apache.org/docs/latest/structured-streaming-programming-guide.html#input-sources
SourceOptionsFault-tolerantNotes
File SourcemaxFilesPerTrigger：每个触发器中要考虑的最大新文件数（默认值：无最大值）latestFirst：是否先处理最新的新文件，当存在大量积压的文件时有用（默认值：false）
fileNameOnly：是否基于以下方法检查新文件只有文件名而不是完整路径（默认值：false）。支持容错支持glob路径，但不支持以口号分割的多个路径
Socket Sourcehost：要连接的主机，必须指定
port：要连接的端口，必须指定不支持容错
Rate SourcerowsPerSecond（例如100，默认值：1）：每秒应生成多少行。
rampUpTime（例如5s，默认值：0s）：在生成速度变为之前加速多长时间rowsPerSecond。使用比秒更精细的粒度将被截断为整数秒。numPartitions（例如10，默认值：Spark的默认并行性）：生成的行的分区号支持容错
Kafka Sourcehttp://spark.apache.org/docs/latest/structured-streaming-kafka-integration.html支持容错
1.1 File Source
将目录中写入的文件作为数据流读取。支持的文件格式为：text、csv、json、orc、parquet
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val source = spark
.readStream
// Schema must be specified when creating a streaming source DataFrame.
.schema(schema)
// 每个trigger最大文件数量
.option("maxFilesPerTrigger",100)
// 是否首先计算最新的文件，默认为false
.option("latestFirst",value = true)
// 是否值检查名字，如果名字相同，则不视为更新，默认为false
.option("fileNameOnly",value = true)
.csv("*.csv")
1.2 Socket Source
从Socket中读取UTF8文本数据。一般用于测试，使用nc -lc 端口号 向Socket监听的端口发送数据。
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val lines = spark.readStream
.format("socket")
.option("host", "localhost")
.option("port", 9090)
.load()
1.3 Rate Source
以每秒指定的行数生成数据，每个输出行包含一个timestamp和value。其中timestamp是一个Timestamp含有信息分配的时间类型，并且value是Long包含消息的计数从0开始作为第一行类型。此源用于测试和基准测试。
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val rate = spark.readStream
.format("rate")
// 每秒生成的行数，默认值为1
.option("rowsPerSecond", 10)
.option("numPartitions", 10)
.option("rampUpTime",0)
.option("rampUpTime",5)
.load()
1.4 Kafka Source
官网文档：http://spark.apache.org/docs/lat ... ka-integration.html
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val df = spark
.readStream
.format("kafka")
.option("kafka.bootstrap.servers", "host1:port1,host2:port2")
.option("subscribePattern", "topic.*")
.load()
2 Structured 内置的输出源 Sink
SinkSupported Output ModesOptionsFault-tolerantNotes
File SinkAppendpath：输出路径（必须指定）支持容错（exactly-once）支持分区写入
Kafka SinkAppend,Update,CompleteSee the Kafka Integration Guide支持容错（at-least-once）Kafka Integration Guide
Foreach SinkAppend,Update,CompleteNoneForeach Guide
ForeachBatch SinkAppend,Update,CompleteNoneForeach Guide
Console SinkAppend,Update,CompletenumRows：每次触发器打印的行数（默认值：20）
truncate：是否过长时截断输出（默认值：true
Memory SinkAppend,CompleteNone表名是查询的名字
2.1 File Sink
将结果输出到文件，支持格式parquet、csv、orc、json等
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val fileSink = source.writeStream
.format("parquet")
//.format("csv")
//.format("orc")
// .format("json")
.option("path", "data/sink")
.option("checkpointLocation", "/tmp/temporary-" + UUID.randomUUID.toString)
.start()
2.2 Console Sink
将结果输出到控制台
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val consoleSink = source.writeStream
.format("console")
// 是否压缩显示
.option("truncate", value = false)
// 显示条数
.option("numRows", 30)
.option("checkpointLocation", "/tmp/temporary-" + UUID.randomUUID.toString)
.start()
2.3 Memory Sink
将结果输出到内存，需要指定内存中的表名。可以使用sql进行查询
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val memorySink = source.writeStream
.format("memory")
.queryName("memorySinkTable")
.option("checkpointLocation", "/tmp/temporary-" + UUID.randomUUID.toString)
.start()
new Thread(new Runnable {
override def run(): Unit = {
while (true) {
spark.sql("select * from memorySinkTable").show(false)
Thread.sleep(1000)
}
}
}).start()
memorySink.awaitTermination()
2.4 Kafka Sink
将结果输出到Kafka，需要将DataFrame转成key，value两列，或者topic、key、value三列
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
import org.apache.spark.sql.functions._
import spark.implicits._
val kafkaSink = source.select(array(to_json(struct("*"))).as("value").cast(StringType),
$"timestamp".as("key").cast(StringType)).writeStream
.format("kafka")
.option("kafka.bootstrap.servers", "localhost:9092")
.option("checkpointLocation", "/tmp/temporary-" + UUID.randomUUID.toString)
.option("topic", "hiacloud-ts-dev")
.start()
2.5 ForeachBatch Sink(2.4)
适用于对于一个批次来说应用相同的写入方式的场景。方法传入这个batch的DataFrame以及batchId。这个方法在2.3之后的版本才有而且仅支持微批模式。
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val foreachBatchSink = source.writeStream.foreachBatch((batchData: DataFrame, batchId) => {
batchData.show(false)
}).start()
2.6 Foreach Sink
Foreach 每一条记录，通过继承ForeachWriter，实现open()，process()，close()方法。在open方法了我们可以获取一个资源连接，如MySQL的连接。在process里我们可以获取一条记录，并处理这条数据发送到刚才获取资源连接的MySQL中，在close里我们可以关闭资源连接。注意，foreach是对Partition来说的，同一个分区只会调用一次open、close方法，但对于每条记录来说，都会调用process方法。
用例
代码位置：org.apache.spark.sql.structured.datasource.example
val foreachSink = source.writeStream
.foreach(new ForeachWriter {
override def open(partitionId: Long, version: Long): Boolean = {
println(s"partitionId=$partitionId,version=$version")
true
}
override def process(value: Row): Unit = {
println(value)
}
override def close(errorOrNull: Throwable): Unit = {
println("close")
}
})
.start()
3 自定义输入源
某些应用场景下我们可能需要自定义数据源，如业务中，需要在获取KafkaSource的同时，动态从缓存中或者http请求中加载业务数据，或者是其它的数据源等都可以参考规范自定义。自定义输入源需要以下步骤：
第一步：继承DataSourceRegister和StreamSourceProvider创建自定义Provider类
第二步：重写DataSourceRegister类中的shotName和StreamSourceProvider中的createSource以及sourceSchema方法
第三步：继承Source创建自定义Source类
第四步：重写Source中的schema方法指定输入源的schema
第五步：重写Source中的getOffest方法监听流数据
第六步：重写Source中的getBatch方法获取数据
第七步：重写Source中的stop方法用来关闭资源
3.1 创建CustomDataSourceProvider类
3.1.1 继承DataSourceRegister和StreamSourceProvider
要创建自定义的DataSourceProvider必须要继承位于org.apache.spark.sql.sources包下的DataSourceRegister以及该包下的StreamSourceProvider。如下所示：
class CustomDataSourceProvider extends DataSourceRegister
with StreamSourceProvider
with Logging {
//Override some functions ……
}
3.1.2 重写DataSourceRegister的shotName方法
该方法用来指定一个数据源的名字，用来想spark注册该数据源。如Spark内置的数据源的shotName:kafka、socket、rate等，该方法返回一个字符串，如下所示：
/**
* 数据源的描述名字，如：kafka、socket
*
* @return 字符串shotName
*/
override def shortName(): String = "custom"
3.1.3 重写StreamSourceProvider中的sourceSchema方法
该方法是用来定义数据源的schema，可以使用用户传入的schema，也可以根据传入的参数进行动态创建。返回值是个二元组(shotName,scheam)，代码如下所示：
/**
* 定义数据源的Schema
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param schema 通过.schema()方法传入的schema
* @param providerName Provider的名称，包名+类名
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @return 元组，(shotName,schema)
*/
override def sourceSchema(sqlContext: SQLContext,
schema: Option,
providerName: String,
parameters: Map): (String, StructType) = (shortName(),schema.get)
3.1.4 重写StreamSourceProvider中的createSource方法
通过传入的参数，来实例化我们自定义的DataSource，是我们自定义Source的重要入口的地方
/**
* 创建输入源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param metadataPath 元数据Path
* @param schema 通过.schema()方法传入的schema
* @param providerName Provider的名称，包名+类名
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @return 自定义source，需要继承Source接口实现
**/
override def createSource(sqlContext: SQLContext,
metadataPath: String,
schema: Option,
providerName: String,
parameters: Map): Source = new CustomDataSource(sqlContext,parameters,schema)
3.1.5 CustomDataSourceProvider.scala完整代码
package org.apache.spark.sql.structured.datasource.custom
import org.apache.spark.internal.Logging
import org.apache.spark.sql.SQLContext
import org.apache.spark.sql.execution.streaming.{Sink, Source}
import org.apache.spark.sql.sources.{DataSourceRegister, StreamSinkProvider, StreamSourceProvider}
import org.apache.spark.sql.streaming.OutputMode
import org.apache.spark.sql.types.StructType
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 17:49
* 自定义Structured Streaming数据源
*
* （1）继承DataSourceRegister类
* 需要重写shortName方法，用来向Spark注册该组件
*
* （2）继承StreamSourceProvider类
* 需要重写createSource以及sourceSchema方法，用来创建数据输入源
*
* （3）继承StreamSinkProvider类
* 需要重写createSink方法，用来创建数据输出源
*
*
*/
class CustomDataSourceProvider extends DataSourceRegister
with StreamSourceProvider
with StreamSinkProvider
with Logging {
/**
* 数据源的描述名字，如：kafka、socket
*
* @return 字符串shotName
*/
override def shortName(): String = "custom"
/**
* 定义数据源的Schema
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param schema 通过.schema()方法传入的schema
* @param providerName Provider的名称，包名+类名
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @return 元组，(shotName,schema)
*/
override def sourceSchema(sqlContext: SQLContext,
schema: Option,
providerName: String,
parameters: Map): (String, StructType) = (shortName(),schema.get)
/**
* 创建输入源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param metadataPath 元数据Path
* @param schema 通过.schema()方法传入的schema
* @param providerName Provider的名称，包名+类名
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @return 自定义source，需要继承Source接口实现
**/
override def createSource(sqlContext: SQLContext,
metadataPath: String,
schema: Option,
providerName: String,
parameters: Map): Source = new CustomDataSource(sqlContext,parameters,schema)
/**
* 创建输出源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @param partitionColumns 分区列名?
* @param outputMode 输出模式
* @return
*/
override def createSink(sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
partitionColumns: Seq,
outputMode: OutputMode): Sink = new CustomDataSink(sqlContext,parameters,outputMode)
}
3.2 创建CustomDataSource类
3.2.1 继承Source创建CustomDataSource类
要创建自定义的DataSource必须要继承位于org.apache.spark.sql.sources包下的Source。如下所示：
class CustomDataSource(sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
schemaOption: Option) extends Source
with Logging {
//Override some functions ……
}
3.2.2 重写Source的schema方法
指定数据源的schema，需要与Provider中的sourceSchema指定的schema保持一致，否则会报异常
/**
* 指定数据源的schema，需要与Provider中sourceSchema中指定的schema保持一直，否则会报异常
* 触发机制：当创建数据源的时候被触发执行
*
* @return schema
*/
override def schema: StructType = schemaOption.get
3.2.3 重写Source的getOffset方法
此方法是Spark不断的轮询执行的，目的是用来监控流数据的变化情况，一旦数据发生变化，就会触发getBatch方法用来获取数据。
/**
* 获取offset，用来监控数据的变化情况
* 触发机制：不断轮询调用
* 实现要点：
* （1）Offset的实现：
* 由函数返回值可以看出，我们需要提供一个标准的返回值Option
* 我们可以通过继承 org.apache.spark.sql.sources.v2.reader.streaming.Offset实现，这里面其实就是保存了个json字符串
*
* （2) JSON转化
* 因为Offset里实现的是一个json字符串，所以我们需要将我们存放offset的集合或者case class转化重json字符串
* spark里是通过org.json4s.jackson这个包来实现case class 集合类（Map、List、Seq、Set等）与json字符串的相互转化
*
* @return Offset
*/
override def getOffset: Option = ???
3.2.4 重写Source的getBatch方法
此方法是Spark用来获取数据的，getOffset方法检测的数据发生变化的时候，会触发该方法， 传入上一次触发时的end Offset作为当前batch的start Offset，将新的offset作为end Offset。
/**
* 获取数据
*
* @param start 上一个批次的end offset
* @param end 通过getOffset获取的新的offset
* 触发机制：当不断轮询的getOffset方法，获取的offset发生改变时，会触发该方法
*
* 实现要点：
* （1）DataFrame的创建：
* 可以通过生成RDD，然后使用RDD创建DataFrame
* RDD创建：sqlContext.sparkContext.parallelize(rows.toSeq)
* DataFrame创建：sqlContext.internalCreateDataFrame(rdd, schema, isStreaming = true)
* @return DataFrame
*/
override def getBatch(start: Option, end: Offset): DataFrame = ???
3.2.5 重写Source的stop方法
用来关闭一些需要关闭或停止的资源及进程
/**
* 关闭资源
* 将一些需要关闭的资源放到这里来关闭，如MySQL的数据库连接等
*/
override def stop(): Unit = ???
3.2.6 CustomDataSource.scala完整代码
package org.apache.spark.sql.structured.datasource.custom
import org.apache.spark.internal.Logging
import org.apache.spark.sql.execution.streaming.{Offset, Source}
import org.apache.spark.sql.types.StructType
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SQLContext}
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 18:03
* 自定义数据输入源：需要继承Source接口
* 实现思路：
* （1）通过重写schema方法来指定数据输入源的schema，这个schema需要与Provider中指定的schema保持一致
* （2）通过重写getOffset方法来获取数据的偏移量，这个方法会一直被轮询调用，不断的获取偏移量
* （3) 通过重写getBatch方法，来获取数据，这个方法是在偏移量发生改变后被触发
* （4）通过stop方法，来进行一下关闭资源的操作
*
*/
class CustomDataSource(sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
schemaOption: Option) extends Source
with Logging {
/**
* 指定数据源的schema，需要与Provider中sourceSchema中指定的schema保持一直，否则会报异常
* 触发机制：当创建数据源的时候被触发执行
*
* @return schema
*/
override def schema: StructType = schemaOption.get
/**
* 获取offset，用来监控数据的变化情况
* 触发机制：不断轮询调用
* 实现要点：
* （1）Offset的实现：
* 由函数返回值可以看出，我们需要提供一个标准的返回值Option
* 我们可以通过继承 org.apache.spark.sql.sources.v2.reader.streaming.Offset实现，这里面其实就是保存了个json字符串
*
* （2) JSON转化
* 因为Offset里实现的是一个json字符串，所以我们需要将我们存放offset的集合或者case class转化重json字符串
* spark里是通过org.json4s.jackson这个包来实现case class 集合类（Map、List、Seq、Set等）与json字符串的相互转化
*
* @return Offset
*/
override def getOffset: Option = ???
/**
* 获取数据
*
* @param start 上一个批次的end offset
* @param end 通过getOffset获取的新的offset
* 触发机制：当不断轮询的getOffset方法，获取的offset发生改变时，会触发该方法
*
* 实现要点：
* （1）DataFrame的创建：
* 可以通过生成RDD，然后使用RDD创建DataFrame
* RDD创建：sqlContext.sparkContext.parallelize(rows.toSeq)
* DataFrame创建：sqlContext.internalCreateDataFrame(rdd, schema, isStreaming = true)
* @return DataFrame
*/
override def getBatch(start: Option, end: Offset): DataFrame = ???
/**
* 关闭资源
* 将一些需要关闭的资源放到这里来关闭，如MySQL的数据库连接等
*/
override def stop(): Unit = ???
}
3.3 自定义DataSource的使用
自定义DataSource的使用与内置DataSource一样，只需要在format里指定一下我们的Provider类路径即可。如
val source = spark
.readStream
.format("org.apache.spark.sql.kafka010.CustomSourceProvider")
.options(options)
.schema(schema)
.load()
3.4 实现MySQL自定义数据源
此例子仅仅是为了演示如何自定义数据源，与实际业务场景无关。
3.4.1 创建MySQLSourceProvider.scala
package org.apache.spark.sql.structured.datasource
import org.apache.spark.internal.Logging
import org.apache.spark.sql.SQLContext
import org.apache.spark.sql.execution.streaming.{Sink, Source}
import org.apache.spark.sql.sources.{DataSourceRegister, StreamSinkProvider, StreamSourceProvider}
import org.apache.spark.sql.streaming.OutputMode
import org.apache.spark.sql.types.StructType
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 09:10
* 自定义MySQL数据源
*/
class MySQLSourceProvider extends DataSourceRegister
with StreamSourceProvider
with StreamSinkProvider
with Logging {
/**
* 数据源的描述名字，如：kafka、socket
*
* @return 字符串shotName
*/
override def shortName(): String = "mysql"
/**
* 定义数据源的Schema
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param schema 通过.schema()方法传入的schema
* @param providerName Provider的名称，包名+类名
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @return 元组，(shotName,schema)
*/
override def sourceSchema(
sqlContext: SQLContext,
schema: Option,
providerName: String,
parameters: Map): (String, StructType) = {
(providerName, schema.get)
}
/**
* 创建输入源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param metadataPath 元数据Path
* @param schema 通过.schema()方法传入的schema
* @param providerName Provider的名称，包名+类名
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @return 自定义source，需要继承Source接口实现
*/
override def createSource(
sqlContext: SQLContext,
metadataPath: String, schema: Option,
providerName: String, parameters: Map): Source = new MySQLSource(sqlContext, parameters, schema)
/**
* 创建输出源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @param partitionColumns 分区列名?
* @param outputMode 输出模式
* @return
*/
override def createSink(
sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
partitionColumns: Seq, outputMode: OutputMode): Sink = new MySQLSink(sqlContext: SQLContext,parameters, outputMode)
}
3.4.2 创建MySQLSource.scala
package org.apache.spark.sql.structured.datasource
import java.sql.Connection
import org.apache.spark.executor.InputMetrics
import org.apache.spark.internal.Logging
import org.apache.spark.sql.catalyst.InternalRow
import org.apache.spark.sql.execution.datasources.jdbc.JdbcUtils
import org.apache.spark.sql.execution.streaming.{Offset, Source}
import org.apache.spark.sql.types.StructType
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SQLContext}
import org.json4s.jackson.Serialization
import org.json4s.{Formats, NoTypeHints}
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 09:41
*/
class MySQLSource(sqlContext: SQLContext,
options: Map,
schemaOption: Option) extends Source with Logging {
lazy val conn: Connection = C3p0Utils.getDataSource(options).getConnection
val tableName: String = options("tableName")
var currentOffset: Map = Map(tableName -> 0)
val maxOffsetPerBatch: Option = Option(100)
val inputMetrics = new InputMetrics()
override def schema: StructType = schemaOption.get
/**
* 获取Offset
* 这里监控MySQL数据库表中条数变化情况
* @return Option
*/
override def getOffset: Option = {
val latest = getLatestOffset
val offsets = maxOffsetPerBatch match {
case None => MySQLSourceOffset(latest)
case Some(limit) =>
MySQLSourceOffset(rateLimit(limit, currentOffset, latest))
}
Option(offsets)
}
/**
* 获取数据
* @param start 上一次的offset
* @param end 最新的offset
* @return df
*/
override def getBatch(start: Option, end: Offset): DataFrame = {
var offset: Long = 0
if (start.isDefined) {
offset = offset2Map(start.get)(tableName)
}
val limit = offset2Map(end)(tableName) - offset
val sql = s"SELECT * FROM $tableName limit $limit offset $offset"
val st = conn.prepareStatement(sql)
val rs = st.executeQuery()
val rows: Iterator = JdbcUtils.resultSetToSparkInternalRows(rs, schemaOption.get, inputMetrics) //todo 好用
val rdd = sqlContext.sparkContext.parallelize(rows.toSeq)
currentOffset = offset2Map(end)
sqlContext.internalCreateDataFrame(rdd, schema, isStreaming = true)
}
override def stop(): Unit = {
conn.close()
}
def rateLimit(limit: Long, currentOffset: Map, latestOffset: Map): Map = {
val co = currentOffset(tableName)
val lo = latestOffset(tableName)
if (co + limit > lo) {
Map(tableName -> lo)
} else {
Map(tableName -> (co + limit))
}
}
// 获取最新条数
def getLatestOffset: Map = {
var offset: Long = 0
val sql = s"SELECT COUNT(1) FROM $tableName"
val st = conn.prepareStatement(sql)
val rs = st.executeQuery()
while (rs.next()) {
offset = rs.getLong(1)
}
Map(tableName -> offset)
}
def offset2Map(offset: Offset): Map = {
implicit val formats: AnyRef with Formats = Serialization.formats(NoTypeHints)
Serialization.read](offset.json())
}
}
case class MySQLSourceOffset(offset: Map) extends Offset {
implicit val formats: AnyRef with Formats = Serialization.formats(NoTypeHints)
override def json(): String = Serialization.write(offset)
}
3.4.3 测试MySQLSource
package org.apache.spark.sql.structured.datasource
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.sql.types.{StringType, StructField, StructType, TimestampType}
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 15:12
*/
object MySQLSourceTest {
def main(args: Array): Unit = {
val spark = SparkSession
.builder()
.appName(this.getClass.getSimpleName)
.master("local")
.getOrCreate()
val schema = StructType(List(
StructField("name", StringType),
StructField("creatTime", TimestampType),
StructField("modifyTime", TimestampType)
)
)
val options = Map(
"driverClass" -> "com.mysql.cj.jdbc.Driver",
"jdbcUrl" -> "jdbc:mysql://localhost:3306/spark-source?useSSL=false&characterEncoding=utf-8",
"user" -> "root",
"password" -> "hollysys",
"tableName" -> "model")
val source = spark
.readStream
.format("org.apache.spark.sql.structured.datasource.MySQLSourceProvider")
.options(options)
.schema(schema)
.load()
import org.apache.spark.sql.functions._
val query = source.writeStream.format("console")
// 是否压缩显示
.option("truncate", value = false)
// 显示条数
.option("numRows", 30)
.option("checkpointLocation", "/tmp/temporary-" + UUID.randomUUID.toString)
.start()
query.awaitTermination()
}
}
4 自定义输出源
相比较输入源的自定义性，输出源自定义的应用场景貌似更为常用。比如：数据写入关系型数据库、数据写入HBase、数据写入Redis等等。其实Structured提供的foreach以及2.4版本的foreachBatch方法已经可以实现绝大数的应用场景的，几乎是数据想写到什么地方都能实现。但是想要更优雅的实现，我们可以参考Spark SQL Sink规范，通过自定义的Sink的方式来实现。实现自定义Sink需要以下四个个步骤：
第一步：继承DataSourceRegister和StreamSinkProvider创建自定义SinkProvider类
第二步：重写DataSourceRegister类中的shotName和StreamSinkProvider中的createSink方法
第三步：继承Sink创建自定义Sink类
第四步：重写Sink中的addBatch方法
4.1 改写CustomDataSourceProvider类
4.1.1 新增继承StreamSinkProvider
在上面创建自定义输入源的基础上，新增继承StreamSourceProvider。如下所示：
class CustomDataSourceProvider extends DataSourceRegister
with StreamSourceProvider
with StreamSinkProvider
with Logging {
//Override some functions ……
}
4.1.2 重写StreamSinkProvider中的createSink方法
通过传入的参数，来实例化我们自定义的DataSink，是我们自定义Sink的重要入口的地方
/**
* 创建输出源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @param partitionColumns 分区列名?
* @param outputMode 输出模式
* @return
*/
override def createSink(sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
partitionColumns: Seq,
outputMode: OutputMode): Sink = new CustomDataSink(sqlContext,parameters,outputMode)
4.2 创建CustomDataSink类
4.2.1 继承Sink创建CustomDataSink类
要创建自定义的DataSink必须要继承位于org.apache.spark.sql.sources包下的Sink。如下所示：
class CustomDataSink(sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
outputMode: OutputMode) extends Sink with Logging {
// Override some functions
}
4.2.2 重写Sink中的addBatch方法
该方法是当发生计算时会被触发，传入的是一个batchId和dataFrame，拿到DataFrame之后，我们有三种写出方式，第一种是使用Spark SQL内置的Sink写出，如 JSON数据源、CSV数据源、Text数据源、Parquet数据源、JDBC数据源等。第二种是通过DataFrame的foreachPartition写出。第三种就是自定义SparkSQL的输出源然后写出。
/**
* 添加Batch，即数据写出
*
* @param batchId batchId
* @param data DataFrame
* 触发机制：当发生计算时，会触发该方法，并且得到要输出的DataFrame
* 实现摘要：
* 1. 数据写入方式：
* （1）通过SparkSQL内置的数据源写出
* 我们拿到DataFrame之后可以通过SparkSQL内置的数据源将数据写出，如：
* JSON数据源、CSV数据源、Text数据源、Parquet数据源、JDBC数据源等。
* （2）通过自定义SparkSQL的数据源进行写出
* （3）通过foreachPartition 将数据写出
*/
override def addBatch(batchId: Long, data: DataFrame): Unit = ???
注意：
当我们使用第一种方式的时候要注意，此时拿到的DataFrame是一个流式的DataFrame，即isStreaming=ture，通过查看KafkaSink，如下代码所示，先是通过DataFrame.queryExecution执行查询,然后在wite里转成rdd，通过rdd的foreachPartition实现。同样的思路，我们可以利用这个rdd和schema,利用sqlContext.internalCreateDataFrame(rdd, data.schema)重新生成DataFrame，这个在MySQLSink中使用过。
override def addBatch(batchId: Long, data: DataFrame): Unit = {
if (batchId <= latestBatchId) {
logInfo(s"Skipping already committed batch $batchId")
} else {
KafkaWriter.write(sqlContext.sparkSession,
data.queryExecution, executorKafkaParams, topic)
latestBatchId = batchId
}
}
def write(
sparkSession: SparkSession,
queryExecution: QueryExecution,
kafkaParameters: ju.Map,
topic: Option = None): Unit = {
val schema = queryExecution.analyzed.output
validateQuery(schema, kafkaParameters, topic)
queryExecution.toRdd.foreachPartition { iter =>
val writeTask = new KafkaWriteTask(kafkaParameters, schema, topic)
Utils.tryWithSafeFinally(block = writeTask.execute(iter))(
finallyBlock = writeTask.close())
}
}
4.3 自定义DataSink的使用
自定义DataSink的使用与自定义DataSource的使用相同，在format里指定一些类Provider的类路径即可。
val query = source.groupBy("creatTime").agg(collect_list("name")).writeStream
.outputMode("update")
.format("org.apache.spark.sql.kafka010.CustomDataSourceProvider")
.option(options)
.start()
query.awaitTermination()
4.4 实现MySQL自定义输出源
4.4.1 修改MySQLSourceProvider.scala
上面我们实现MySQL自定义输入源的时候，已经创建了MySQLSourceProvider类，我们需要在这个基础上新增继承StreamSinkProvider，并重写createSink方法，如下所示：
package org.apache.spark.sql.structured.datasource
import org.apache.spark.internal.Logging
import org.apache.spark.sql.SQLContext
import org.apache.spark.sql.execution.streaming.{Sink, Source}
import org.apache.spark.sql.kafka010.{MySQLSink, MySQLSource}
import org.apache.spark.sql.sources.{DataSourceRegister, StreamSinkProvider, StreamSourceProvider}
import org.apache.spark.sql.streaming.OutputMode
import org.apache.spark.sql.types.StructType
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 09:10
* 自定义MySQL数据源
*/
class MySQLSourceProvider extends DataSourceRegister
with StreamSourceProvider
with StreamSinkProvider
with Logging {
//……省略自定义输入源的方法
/**
* 创建输出源
*
* @param sqlContext Spark SQL 上下文
* @param parameters 通过.option()方法传入的参数
* @param partitionColumns 分区列名?
* @param outputMode 输出模式
* @return
*/
override def createSink(
sqlContext: SQLContext,
parameters: Map,
partitionColumns: Seq, outputMode: OutputMode): Sink = new MySQLSink(sqlContext: SQLContext,parameters, outputMode)
}
4.4.1 创建MySQLSink.scala
package org.apache.spark.sql.structured.datasource
import org.apache.spark.internal.Logging
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SQLContext, SaveMode}
import org.apache.spark.sql.execution.streaming.Sink
import org.apache.spark.sql.streaming.OutputMode
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-25 17:35
*/
class MySQLSink(sqlContext: SQLContext,parameters: Map, outputMode: OutputMode) extends Sink with Logging {
override def addBatch(batchId: Long, data: DataFrame): Unit = {
val query = data.queryExecution
val rdd = query.toRdd
val df = sqlContext.internalCreateDataFrame(rdd, data.schema)
df.show(false)
df.write.format("jdbc").options(parameters).mode(SaveMode.Append).save()
}
}
4.2.3 测试MySQLSink
package org.apache.spark.sql.structured.datasource
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.sql.types.{StringType, StructField, StructType, TimestampType}
/**
* @author : shirukai
* @date : 2019-01-29 09:57
* 测试自定义MySQLSource
*/
object MySQLSourceTest {
def main(args: Array): Unit = {
val spark = SparkSession
.builder()
.appName(this.getClass.getSimpleName)
.master("local")
.getOrCreate()
val schema = StructType(List(
StructField("name", StringType),
StructField("creatTime", TimestampType),
StructField("modifyTime", TimestampType)
)
)
val options = Map(
"driverClass" -> "com.mysql.cj.jdbc.Driver",
"jdbcUrl" -> "jdbc:mysql://localhost:3306/spark-source?useSSL=false&characterEncoding=utf-8",
"user" -> "root",
"password" -> "hollysys",
"tableName" -> "model")
val source = spark
.readStream
.format("org.apache.spark.sql.structured.datasource.MySQLSourceProvider")
.options(options)
.schema(schema)
.load()
import org.apache.spark.sql.functions._
val query = source.groupBy("creatTime").agg(collect_list("name").cast(StringType).as("names")).writeStream
.outputMode("update")
.format("org.apache.spark.sql.structured.datasource.MySQLSourceProvider")
.option("checkpointLocation", "/tmp/MySQLSourceProvider11")
.option("user","root")
.option("password","hollysys")
.option("dbtable","test")
.option("url","jdbc:mysql://localhost:3306/spark-source?useSSL=false&characterEncoding=utf-8")
.start()
query.awaitTermination()
}
}
4 总结
通过上面的笔记，参看官网文档，可以学习到Structured支持的几种输入源：File Source、Socket Source、Rate Source、Kafka Source，平时我们会用到KafkaSource以及FileSource,SocketSource、RateSource多用于测试场景。关于输入源没有什么优雅的操作，只能通过重写Source来实现。对于输出源来说，Spark Structured提供的foreach以及foreachBatch已经能适用于大多数场景，没有重写Sink的必要。关于Spark SQL 自定义输入源、Streaming自定义数据源后期会慢慢整理出来。
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链接：
https://github.com/shirukai/spark-structured-datasource#324-%E9%87%8D%E5%86%99source%E7%9A%84getbatch%E6%96%B9%E6%B3%95
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