在本文中，我們將從零開始，教您如何構(gòu)建***個 Flink 應(yīng)用程序。

開發(fā)環(huán)境準備

Flink 可以運行在 Linux, Max OS X, 或者是 Windows 上。為了開發(fā) Flink 應(yīng)用程序，在本地機器上需要有 Java 8.x 和 maven 環(huán)境。

如果有 Java 8 環(huán)境，運行下面的命令會輸出如下版本信息：

$ java -version 
java version "1.8.0_65" 
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_65-b17) 
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.65-b01, mixed mode) 

如果有 maven 環(huán)境，運行下面的命令會輸出如下版本信息：

$ mvn -version 
Apache Maven 3.5.4 (1edded0938998edf8bf061f1ceb3cfdeccf443fe; 2018-06-18T02:33:14+08:00) 
Maven home: /Users/wuchong/dev/maven 
Java version: 1.8.0_65, vendor: Oracle Corporation, runtime: /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_65.jdk/Contents/Home/jre 
Default locale: zh_CN, platform encoding: UTF-8 
OS name: "mac os x", version: "10.13.6", arch: "x86_64", family: "mac" 

另外我們推薦使用 ItelliJ IDEA (社區(qū)免費版已夠用)作為 Flink 應(yīng)用程序的開發(fā) IDE。Eclipse 雖然也可以，但是 Eclipse 在 Scala 和 Java 混合型項目下會有些已知問題，所以不太推薦 Eclipse。下一章節(jié)，我們會介紹如何創(chuàng)建一個 Flink 工程并將其導入 ItelliJ IDEA。

創(chuàng)建 Maven 項目

我們將使用 Flink Maven Archetype 來創(chuàng)建我們的項目結(jié)構(gòu)和一些初始的默認依賴。在你的工作目錄下，運行如下命令來創(chuàng)建項目：

mvn archetype:generate \ 
    -DarchetypeGroupId=org.apache.flink \ 
    -DarchetypeArtifactId=flink-quickstart-java \ 
    -DarchetypeVersion=1.6.1 \ 
    -DgroupId=my-flink-project \ 
    -DartifactId=my-flink-project \ 
    -Dversion=0.1 \ 
    -Dpackage=myflink \ 
    -DinteractiveMode=false 

你可以編輯上面的 groupId, artifactId, package 成你喜歡的路徑。使用上面的參數(shù)，Maven 將自動為你創(chuàng)建如下所示的項目結(jié)構(gòu)：

$ tree my-flink-project 
my-flink-project 
├── pom.xml 
└── src 
    └── main 
        ├── java 
        │   └── myflink 
        │       ├── BatchJob.java 
        │       └── StreamingJob.java 
        └── resources 
            └── log4j.properties 

我們的 pom.xml 文件已經(jīng)包含了所需的 Flink 依賴，并且在 src/main/java 下有幾個示例程序框架。接下來我們將開始編寫***個 Flink 程序。

編寫 Flink 程序

啟動 IntelliJ IDEA，選擇 “Import Project”(導入項目)，選擇 my-flink-project 根目錄下的 pom.xml。根據(jù)引導，完成項目導入。

在 src/main/java/myflink 下創(chuàng)建 SocketWindowWordCount.java 文件：

package myflink; 
public class SocketWindowWordCount { 
  public static void main(String[] args) throws Exception { 
  } 
} 

現(xiàn)在這程序還很基礎(chǔ)，我們會一步步往里面填代碼。注意下文中我們不會將 import 語句也寫出來，因為 IDE 會自動將他們添加上去。在本節(jié)末尾，我會將完整的代碼展示出來，如果你想跳過下面的步驟，可以直接將***的完整代碼粘到編輯器中。

Flink 程序的***步是創(chuàng)建一個 StreamExecutionEnvironment 。這是一個入口類，可以用來設(shè)置參數(shù)和創(chuàng)建數(shù)據(jù)源以及提交任務(wù)。所以讓我們把它添加到 main 函數(shù)中：

StreamExecutionEnvironment see = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); 

下一步我們將創(chuàng)建一個從本地端口號 9000 的 socket 中讀取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源：

DataStream text = env.socketTextStream("localhost", 9000, "\n"); 

這創(chuàng)建了一個字符串類型的 DataStream。DataStream 是 Flink 中做流處理的核心 API，上面定義了非常多常見的操作(如，過濾、轉(zhuǎn)換、聚合、窗口、關(guān)聯(lián)等)。在本示例中，我們感興趣的是每個單詞在特定時間窗口中出現(xiàn)的次數(shù)，比如說5秒窗口。為此，我們首先要將字符串數(shù)據(jù)解析成單詞和次數(shù)(使用Tuple2表示)，***個字段是單詞，第二個字段是次數(shù)，次數(shù)初始值都設(shè)置成了1。我們實現(xiàn)了一個 flatmap 來做解析的工作，因為一行數(shù)據(jù)中可能有多個單詞。

DataStream<Tuple2<String, Integer>> wordCounts = text 
        .flatMap(new FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Integer>>() { 
          @Override 
          public void flatMap(String value, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) { 
            for (String word : value.split("\\s")) { 
              out.collect(Tuple2.of(word, 1)); 
            } 
          } 
        }); 

接著我們將數(shù)據(jù)流按照單詞字段(即0號索引字段)做分組，這里可以簡單地使用 keyBy(int index) 方法，得到一個以單詞為 key 的Tuple2數(shù)據(jù)流。然后我們可以在流上指定想要的窗口，并根據(jù)窗口中的數(shù)據(jù)計算結(jié)果。在我們的例子中，我們想要每5秒聚合一次單詞數(shù)，每個窗口都是從零開始統(tǒng)計的。

DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowCounts = wordCounts 
        .keyBy(0) 
        .timeWindow(Time.seconds(5)) 
        .sum(1); 

第二個調(diào)用的 .timeWindow() 指定我們想要5秒的翻滾窗口(Tumble)。第三個調(diào)用為每個key每個窗口指定了sum聚合函數(shù)，在我們的例子中是按照次數(shù)字段(即1號索引字段)相加。得到的結(jié)果數(shù)據(jù)流，將每5秒輸出一次這5秒內(nèi)每個單詞出現(xiàn)的次數(shù)。

***一件事就是將數(shù)據(jù)流打印到控制臺，并開始執(zhí)行：

windowCounts.print().setParallelism(1); 
env.execute("Socket Window WordCount"); 

***的 env.execute 調(diào)用是啟動實際Flink作業(yè)所必需的。所有算子操作(例如創(chuàng)建源、聚合、打印)只是構(gòu)建了內(nèi)部算子操作的圖形。只有在execute()被調(diào)用時才會在提交到集群上或本地計算機上執(zhí)行。

下面是完整的代碼，部分代碼經(jīng)過簡化(代碼在 GitHub 上也能訪問到)：

package myflink; 
import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction; 
import org.apache.flink.api.java.tuple.Tuple2; 
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream; 
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment; 
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time; 
import org.apache.flink.util.Collector; 
public class SocketWindowWordCount { 
  public static void main(String[] args) throws Exception { 
    // 創(chuàng)建 execution environment 
    final StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment(); 
    // 通過連接 socket 獲取輸入數(shù)據(jù)，這里連接到本地9000端口，如果9000端口已被占用，請換一個端口 
    DataStream<String> text = env.socketTextStream("localhost", 9000, "\n"); 
    // 解析數(shù)據(jù)，按 word 分組，開窗，聚合 
    DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowCounts = text 
        .flatMap(new FlatMapFunction<String, Tuple2<String, Integer>>() { 
          @Override 
          public void flatMap(String value, Collector<Tuple2<String, Integer>> out) { 
            for (String word : value.split("\\s")) { 
              out.collect(Tuple2.of(word, 1)); 
            } 
          } 
        }) 
        .keyBy(0) 
        .timeWindow(Time.seconds(5)) 
        .sum(1); 
    // 將結(jié)果打印到控制臺，注意這里使用的是單線程打印，而非多線程 
    windowCounts.print().setParallelism(1); 
    env.execute("Socket Window WordCount"); 
  } 
} 

運行程序

要運行示例程序，首先我們在終端啟動 netcat 獲得輸入流：

nc -lk 9000 

如果是 Windows 平臺，可以通過 https://nmap.org/ncat/ 安裝 ncat 然后運行：

ncat -lk 9000 

然后直接運行SocketWindowWordCount的 main 方法。

只需要在 netcat 控制臺輸入單詞，就能在 SocketWindowWordCount 的輸出控制臺看到每個單詞的詞頻統(tǒng)計。如果想看到大于1的計數(shù)，請在5秒內(nèi)反復鍵入相同的單詞。