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>
复制代码

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>
复制代码

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：

[ERROR] 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
复制代码

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>
复制代码

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');
复制代码

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'
);
复制代码

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'
);
复制代码

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;
复制代码

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"
}
复制代码

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' 
);
复制代码

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'
);
复制代码

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');
复制代码

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"}
复制代码

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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