48、Flink深入:Flink之TableAPI和FlinkSQL中的常用算子

1. select算子

SELECT 用于从 DataSet/DataStream 中选择数据,用于筛选出某些列。

示例:

// 取出表中的所有列
SELECT * FROM Table;

// 取出表中 name 和 age 两列
SELECT name,age FROM Table;

与此同时 SELECT 语句中可以使用函数和别名,例如我们上面提到的 WordCount 中:

SELECT word, COUNT(word) FROM table GROUP BY word;

2. where算子

WHERE 用于从数据集/流中过滤数据,与 SELECT 一起使用,用于根据某些条件对关系做水平分割,即选择符合条件的记录。

示例:

SELECT name,age FROM Table where name LIKE ‘% 小明 %’;

SELECT * FROM Table WHERE age = 20;

WHERE 是从原数据中进行过滤,那么在 WHERE 条件中,Flink SQL 同样支持 =、<、、<、=、<=,以及 AND、OR 等表达式的组合,最终满足过滤条件的数据会被选择出来。并且 WHERE 可以结合 IN、NOT IN 联合使用。举个例子:

SELECT name, age
FROM Table
WHERE name IN (SELECT name FROM Table2);

3. distinct算子

DISTINCT 用于从数据集/流中去重根据 SELECT 的结果进行去重。

示例:

SELECT DISTINCT name FROM Table;

对于流式查询,计算查询结果所需的 State 可能会无限增长,用户需要自己控制查询的状态范围,以防止状态过大。

4. group by算子

GROUP BY 是对数据进行分组操作。例如我们需要计算成绩明细表中,每个学生的总分。

示例:

select name, SUM(score) as TotalScore FROM Table GROUP BY name;

5. union算子 和 union all算子

UNION 用于将两个结果集合并起来,要求两个结果集字段完全一致,包括字段类型、字段顺序。

不同于 UNION ALL 的是,UNION 会对结果数据去重。

示例:

SELECT * FROM T1 UNION (ALL) SELECT * FROM T2;

6. join算子

JOIN 用于把来自两个表的数据联合起来形成结果表,Flink 支持的 JOIN 类型包括:

join - inner join
left join - left outer join
right join - right outer join
full join - full outer join

这里的 JOIN 的语义和我们在关系型数据库中使用的 JOIN 语义一致。

示例:

JOIN(将订单表数据和商品表进行关联)

select * from orders inner join product on orders.productid = product.id

LEFT JOIN 与 JOIN 的区别是当右表没有与左边相 JOIN 的数据时候,右边对应的字段补 NULL 输出,RIGHT JOIN 相当于 LEFT JOIN 左右两个表交互一下位置。FULL JOIN 相当于 RIGHT JOIN 和 LEFT JOIN 之后进行 UNION ALL 操作。

示例:

select * from orders left join product on orders.productid = product.id
select * from orders right join product on orders.productid = product.id
select * from orders full outer join product on orders.productid = product.id

7. group window算子

根据窗口数据划分的不同,目前 Apache Flink 有如下 3 种 Bounded Window:
Tumble,滚动窗口,窗口数据有固定的大小,窗口数据无叠加;
Hop,滑动窗口,窗口数据有固定大小,并且有固定的窗口重建频率,窗口数据有叠加;
Session,会话窗口,窗口数据没有固定的大小,根据窗口数据活跃程度划分窗口,窗口数据无叠加。

7.1. tumble window算子

Tumble 滚动窗口有固定大小,窗口数据不重叠,具体语义如下:

 

Tumble 滚动窗口对应的语法如下:

select
     [gk],
     [tumble_start(timecol, size)],
     [tumble_end(timecol, size)],
     agg1(col1),
     ...
     aggn(coln)
 from tab1
 group by [gk], tumble(timecol, size)

其中:

[gk] 决定了是否需要按照字段进行聚合;

TUMBLE_START 代表窗口开始时间;

TUMBLE_END 代表窗口结束时间;

timeCol 是流表中表示时间字段;

size 表示窗口的大小,如 秒、分钟、小时、天。

举个例子,假如我们要计算每个人每天的订单量,按照 user 进行聚合分组:

select 
     user, 
     tumble_start(rowtime, interval '1' day) as wstart, 
     sum(amount)
 from orders
 group by tumble(rowtime, interval '1' day), user;

7.2. hop window算子

Hop滑动窗口和滚动窗口类似,窗口有固定的 size,与滚动窗口不同的是滑动窗口可以通过 slide 参数控制滑动窗口的新建频率。因此当 slide 值小于窗口 size 的值的时候多个滑动窗口会重叠,具体语义如下:

 

Hop 滑动窗口对应语法如下:

select
     [gk],
     [hop_start(timecol, slide, size)] , 
     [hop_end(timecol, slide, size)],
     agg1(col1),
     ...
     aggn(coln)
 from tab1
 group by [gk], hop(timecol, slide, size)

每次字段的意思和 Tumble 窗口类似:

[gk] 决定了是否需要按照字段进行聚合;

HOP_START 表示窗口开始时间;

HOP_END 表示窗口结束时间;

timeCol 表示流表中表示时间字段;

slide 表示每次窗口滑动的大小;

size 表示整个窗口的大小,如 秒、分钟、小时、天。

举例说明,我们要每过一小时计算一次过去 24 小时内每个商品的销量:

select 
     product, 
     sum(amount)
 from orders
 group by product,hop(rowtime, interval '1' hour, interval '1' day)

7.3. session window算子

会话时间窗口没有固定的持续时间,但它们的界限由 interval 不活动时间定义,即如果在定义的间隙期间没有出现事件,则会话窗口关闭。

 

Seeeion 会话窗口对应语法如下:

select
     [gk],
     session_start(timecol, gap) as winstart, 
     session_end(timecol, gap) as winend,
     agg1(col1),
     ...
     aggn(coln)
 from tab1
 group by [gk], session(timecol, gap)

[gk] 决定了是否需要按照字段进行聚合;

SESSION_START 表示窗口开始时间;

SESSION_END 表示窗口结束时间;

timeCol 表示流表中表示时间字段;

gap 表示窗口数据非活跃周期的时长。

例如,我们需要计算每个用户访问时间 12 小时内的订单量:

select 
     user, 
     session_start(rowtime, interval ‘12’ hour) as sstart, 
     session_rowtime(rowtime, interval ‘12’ hour) as send, 
     sum(amount)
 from orders
 group by session(rowtime, interval ‘12’ hour), user