一文了解Flink1.11中CDC Connectors操作实现
本帖最后由 levycui 于 2020-11-4 22:13 编辑问题导读：
1、CDC是什么？
2、Flink提供的 table format如何实现？
3、如何实现mysql-cdc的操作？
4、如何实现changelog-json的操作？
Flink1.11引入了CDC的connector，通过这种方式可以很方便地捕获变化的数据，大大简化了数据处理的流程。Flink1.11的CDC connector主要包括：MySQL CDC和Postgres CDC,同时对Kafka的Connector支持canal-json和debezium-json以及changelog-json的format。本文主要分享以下内容：
[*] CDC简介
[*] Flink提供的 table format
[*] 使用过程中的注意点
[*] mysql-cdc的操作实践
[*] canal-json的操作实践
[*] changelog-json的操作实践
简介
Flink CDC Connector 是ApacheFlink的一组数据源连接器，使用变化数据捕获change data capture (CDC)）从不同的数据库中提取变更数据。Flink CDC连接器将Debezium集成为引擎来捕获数据变更。因此，它可以充分利用Debezium的功能。
特点
[*] 支持读取数据库快照，并且能够持续读取数据库的变更日志，即使发生故障，也支持exactly-once 的处理语义
[*] 对于DataStream API的CDC connector，用户无需部署Debezium和Kafka，即可在单个作业中使用多个数据库和表上的变更数据。
[*] 对于Table/SQL API 的CDC connector，用户可以使用SQL DDL创建CDC数据源，来监视单个表上的数据变更。
使用场景
[*] 数据库之间的增量数据同步
[*] 审计日志
[*] 数据库之上的实时物化视图
[*] 基于CDC的维表join
[*] …
Flink提供的 table format
Flink提供了一系列可以用于table connector的table format，具体如下：
使用过程中的注意点
使用MySQL CDC的注意点
如果要使用MySQL CDC connector，对于程序而言，需要添加如下依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.ververica</groupId>
<artifactId>flink-connector-mysql-cdc</artifactId>
<version>1.0.0</version>
</dependency>
如果要使用Flink SQL Client，需要添加如下jar包：flink-sql-connector-mysql-cdc-1.0.0.jar，将该jar包放在Flink安装目录的lib文件夹下即可。
使用canal-json的注意点
如果要使用Kafka的canal-json，对于程序而言，需要添加如下依赖:
<!-- universal -->
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-kafka_2.11</artifactId>
<version>1.11.0</version>
</dependency>
如果要使用Flink SQL Client，需要添加如下jar包：flink-sql-connector-kafka_2.11-1.11.0.jar，将该jar包放在Flink安装目录的lib文件夹下即可。由于Flink1.11的安装包 的lib目录下并没有提供该jar包，所以必须要手动添加依赖包，否则会报如下错误：
Could not execute SQL statement. Reason:
org.apache.flink.table.api.ValidationException: Could not find any factory for identifier 'kafka' that implements 'org.apache.flink.table.factories.DynamicTableSourceFactory' in the classpath.
Available factory identifiers are:
datagen
mysql-cdc
使用changelog-json的注意点
如果要使用Kafka的changelog-json Format，对于程序而言，需要添加如下依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.ververica</groupId>
<artifactId>flink-format-changelog-json</artifactId>
<version>1.0.0</version>
</dependency>
如果要使用Flink SQL Client，需要添加如下jar包：flink-format-changelog-json-1.0.0.jar，将该jar包放在Flink安装目录的lib文件夹下即可。
mysql-cdc的操作实践
创建MySQL数据源表
在创建MySQL CDC表之前，需要先创建MySQL的数据表，如下：
-- MySQL
/*Table structure for table `order_info` */
DROP TABLE IF EXISTS `order_info`;
CREATE TABLE `order_info` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '编号',
`consignee` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '收货人',
`consignee_tel` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '收件人电话',
`total_amount` decimal(10,2) DEFAULT NULL COMMENT '总金额',
`order_status` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '订单状态,1表示下单，2表示支付',
`user_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
`payment_way` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '付款方式',
`delivery_address` varchar(1000) DEFAULT NULL COMMENT '送货地址',
`order_comment` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '订单备注',
`out_trade_no` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '订单交易编号（第三方支付用)',
`trade_body` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '订单描述(第三方支付用)',
`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
`operate_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '操作时间',
`expire_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '失效时间',
`tracking_no` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '物流单编号',
`parent_order_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '父订单编号',
`img_url` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '图片路径',
`province_id` int(20) DEFAULT NULL COMMENT '地区',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单表';
-- ----------------------------
-- Records of order_info
-- ----------------------------
INSERT INTO `order_info`
VALUES (476, 'lAXjcL', '13408115089', 433.00, '2', 10, '2', 'OYyAdSdLxedceqovndCD', 'ihjAYsSjrgJMQVdFQnSy', '8728720206', '', '2020-06-18 02:21:38', NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 9);
INSERT INTO `order_info`
VALUES (477, 'QLiFDb', '13415139984', 772.00, '1', 90, '2', 'OizYrQbKuWvrvdfpkeSZ', 'wiBhhqhMndCCgXwmWVQq', '1679381473', '', '2020-06-18 09:12:25', NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 3);
INSERT INTO `order_info`
VALUES (478, 'iwKjQD', '13320383859', 88.00, '1', 107, '1', 'cbXLKtNHWOcWzJVBWdAs', 'njjsnknHxsxhuCCeNDDi', '0937074290', '', '2020-06-18 15:56:34', NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 7);
/*Table structure for table `order_detail` */
CREATE TABLE `order_detail` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '编号',
`order_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '订单编号',
`sku_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT 'sku_id',
`sku_name` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT 'sku名称（冗余)',
`img_url` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '图片名称（冗余)',
`order_price` decimal(10,2) DEFAULT NULL COMMENT '购买价格(下单时sku价格）',
`sku_num` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '购买个数',
`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='订单明细表';
-- ----------------------------
-- Records of order_detail
-- ----------------------------
INSERT INTO `order_detail`
VALUES (1329, 476, 8, 'Apple iPhone XS Max (A2104) 256GB 深空灰色 移动联通电信4G手机 双卡双待', 'http://XLMByOyZDTJQYxphQHNTgYAFzJJCKTmCbzvEJIpz', 8900.00, '3', '2020-06-18 02:21:38');
INSERT INTO `order_detail`
VALUES (1330, 477, 9, '荣耀10 GT游戏加速 AIS手持夜景 6GB+64GB 幻影蓝全网通 移动联通电信', 'http://ixOCtlYmlxEEgUfPLiLdjMftzrleOEIBKSjrhMne', 2452.00, '4', '2020-06-18 09:12:25');
INSERT INTO `order_detail`
VALUES (1331, 478, 4, '小米Play 流光渐变AI双摄 4GB+64GB 梦幻蓝 全网通4G 双卡双待 小水滴全面屏拍照游戏智能手机', 'http://RqfEFnAOqnqRnNZLFRvBuwXxwNBtptYJCILDKQYv', 1442.00, '1', '2020-06-18 15:56:34');
INSERT INTO `order_detail`
VALUES (1332, 478, 8, 'Apple iPhone XS Max (A2104) 256GB 深空灰色 移动联通电信4G手机 双卡双待', 'http://IwhuCDlsiLenfKjPzbJrIoxswdfofKhJLMzlJAKV', 8900.00, '3', '2020-06-18 15:56:34');
INSERT INTO `order_detail`
VALUES (1333, 478, 8, 'Apple iPhone XS Max (A2104) 256GB 深空灰色 移动联通电信4G手机 双卡双待', 'http://bbfwTbAzTWapywODzOtDJMJUEqNTeRTUQuCDkqXP', 8900.00, '1', '2020-06-18 15:56:34');
Flink SQL Cli创建CDC数据源
启动 Flink 集群，再启动 SQL CLI,执行下面命令：
-- 创建订单信息表
CREATE TABLE order_info(
id BIGINT,
user_id BIGINT,
create_time TIMESTAMP(0),
operate_time TIMESTAMP(0),
province_id INT,
order_status STRING,
total_amount DECIMAL(10, 5)
) WITH (
'connector' = 'mysql-cdc',
'hostname' = 'kms-1',
'port' = '3306',
'username' = 'root',
'password' = '123qwe',
'database-name' = 'mydw',
'table-name' = 'order_info'
);
在Flink SQL Cli中查询该表的数据：result-mode: tableau，+表示数据的insert
在SQL CLI中创建订单详情表：
CREATE TABLE order_detail(
id BIGINT,
order_id BIGINT,
sku_id BIGINT,
sku_name STRING,
sku_num BIGINT,
order_price DECIMAL(10, 5),
create_time TIMESTAMP(0)
) WITH (
'connector' = 'mysql-cdc',
'hostname' = 'kms-1',
'port' = '3306',
'username' = 'root',
'password' = '123qwe',
'database-name' = 'mydw',
'table-name' = 'order_detail'
);
查询结果如下：
执行JOIN操作：
SELECT
od.id,
oi.id order_id,
oi.user_id,
oi.province_id,
od.sku_id,
od.sku_name,
od.sku_num,
od.order_price,
oi.create_time,
oi.operate_time
FROM
(
SELECT *
FROM order_info
WHERE
order_status = '2'-- 已支付
) oi
JOIN
(
SELECT *
FROM order_detail
) od
ON oi.id = od.order_id;
canal-json的操作实践
关于cannal的使用方式，可以参考我的另一篇文章：基于Canal与Flink实现数据实时增量同步(一)。我已经将下面的表通过canal同步到了kafka，具体格式为：
{
"data":[
{
"id":"1",
"region_name":"华北"
},
{
"id":"2",
"region_name":"华东"
},
{
"id":"3",
"region_name":"东北"
},
{
"id":"4",
"region_name":"华中"
},
{
"id":"5",
"region_name":"华南"
},
{
"id":"6",
"region_name":"西南"
},
{
"id":"7",
"region_name":"西北"
}
],
"database":"mydw",
"es":1597128441000,
"id":102,
"isDdl":false,
"mysqlType":{
"id":"varchar(20)",
"region_name":"varchar(20)"
},
"old":null,
"pkNames":null,
"sql":"",
"sqlType":{
"id":12,
"region_name":12
},
"table":"base_region",
"ts":1597128441424,
"type":"INSERT"
}
在SQL CLI中创建该canal-json格式的表：
CREATE TABLE region (
id BIGINT,
region_name STRING
) WITH (
'connector' = 'kafka',
'topic' = 'mydw.base_region',
'properties.bootstrap.servers' = 'kms-3:9092',
'properties.group.id' = 'testGroup',
'format' = 'canal-json' ,
'scan.startup.mode' = 'earliest-offset'
);
查询结果如下：
changelog-json的操作实践
创建MySQL数据源
参见上面的order_info
Flink SQL Cli创建changelog-json表
CREATE TABLE order_gmv2kafka (
day_str STRING,
gmv DECIMAL(10, 5)
) WITH (
'connector' = 'kafka',
'topic' = 'order_gmv_kafka',
'scan.startup.mode' = 'earliest-offset',
'properties.bootstrap.servers' = 'kms-3:9092',
'format' = 'changelog-json'
);
INSERT INTO order_gmv2kafka
SELECT DATE_FORMAT(create_time, 'yyyy-MM-dd') as day_str, SUM(total_amount) as gmv
FROM order_info
WHERE order_status = '2' -- 订单已支付
GROUP BY DATE_FORMAT(create_time, 'yyyy-MM-dd');
查询表看一下结果：
再查一下kafka的数据：
{"data":{"day_str":"2020-06-18","gmv":433},"op":"+I"}
当将另外两个订单的状态order_status更新为2时，总金额=443+772+88=1293再观察数据：
总结
本文基于Flink1.11的SQL，对新添加的CDC connector的使用方式进行了阐述。主要包括MySQL CDC connector、canal-json及changelog-json的format，并指出了使用过程中的注意点。另外本文给出了完整的使用示例，如果你有现成的环境，那么可以直接进行测试使用。
作者：Jia MaoXiang
来源：https://jiamaoxiang.top/2020/08/12/Flink1-11
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