Flink 中的Table API & SQL

一、Table API & SQL 介绍

1. 为什么要Table API和SQL

https://nightlies.apache.org/flink/flink-docs-release-1.17/docs/dev/table/overview/

Flink的Table模块包括 Table API 和 SQL：

Table API 是一种类SQL的API，通过Table API，用户可以像操作表一样操作数据，非常直观和方便

SQL作为一种声明式语言，有着标准的语法和规范，用户可以不用关心底层实现即可进行数据的处理，非常易于上手

Flink Table API 和 SQL 的实现上有80%左右的代码是公用的。作为一个流批统一的计算引擎，Flink 的 Runtime 层是统一的。

2. Table API & SQL的特点

Flink之所以选择将 Table API & SQL 作为未来的核心 API，是因为其具有一些非常重要的特点：

• 声明式：属于设定式语言，用户只要表达清楚需求即可，不需要了解底层执行；
• 高性能：可优化，内置多种查询优化器，这些查询优化器可为 SQL 翻译出最优执行计划；
• 简单易学：易于理解，不同行业和领域的人都懂，学习成本较低；
• 标准稳定：语义遵循SQL标准，非常稳定，在数据库 30 多年的历史中，SQL 本身变化较少；
• 流批统一：可以做到API层面上流与批的统一，相同的SQL逻辑，既可流模式运行，也可批模式运行，Flink底层Runtime本身就是一个流与批统一的引擎

3. Table API& SQL发展历程

3.1 架构升级

自 2015 年开始，阿里巴巴开始调研开源流计算引擎，最终决定基于 Flink 打造新一代计算引擎，针对 Flink 存在的不足进行优化和改进，并且在 2019 年初将最终代码开源，也就是Blink。Blink 在原来的 Flink 基础上最显著的一个贡献就是 Flink SQL 的实现。随着版本的不断更新，API 也出现了很多不兼容的地方。

在 Flink 1.9 中，Table 模块迎来了核心架构的升级，引入了阿里巴巴Blink团队贡献的诸多功能

在Flink 1.9 之前，Flink API 层 一直分为DataStream API 和 DataSet API，Table API & SQL 位于 DataStream API 和 DataSet API 之上。可以看处流处理和批处理有各自独立的api (流处理DataStream，批处理DataSet)。而且有不同的执行计划解析过程，codegen过程也完全不一样，完全没有流批一体的概念，面向用户不太友好。

在Flink1.9之后新的架构中，有两个查询处理器：Flink Query Processor，也称作Old Planner和Blink Query Processor，也称作Blink Planner。为了兼容老版本Table及SQL模块，插件化实现了Planner，Flink原有的Flink Planner不变，后期版本会被移除。新增加了Blink Planner，新的代码及特性会在Blink planner模块上实现。批或者流都是通过解析为Stream Transformation来实现的，不像Flink Planner，批是基于Dataset，流是基于DataStream。

3.2 查询处理器的选择

查询处理器是 Planner 的具体实现，通过parser、optimizer、codegen(代码生成技术)等流程将 Table API & SQL作业转换成 Flink Runtime 可识别的 Transformation DAG，最终由 Flink Runtime 进行作业的调度和执行。

Flink Query Processor查询处理器针对流计算和批处理作业有不同的分支处理，流计算作业底层的 API 是 DataStream API， 批处理作业底层的 API 是 DataSet API。

Blink Query Processor查询处理器则实现流批作业接口的统一，底层的 API 都是Transformation，这就意味着我们和Dataset完全没有关系了。

Flink1.11之后Blink Query Processor查询处理器已经是默认的了：

https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.12/dev/table/

3.3 了解-Blink planner和Flink Planner具体区别如下：

https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.12/dev/table/common.html

3.4 了解-Blink planner和Flink Planner具体区别如下：

https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.12/dev/table/common.html

4. 注意事项

https://nightlies.apache.org/flink/flink-docs-release-1.17/docs/dev/table/common/

All Flink Scala APIs are deprecated and will be removed in a future Flink version. You can still build your application in Scala, but you should move to the Java version of either the DataStream and/or Table API.
所有Flink Scala api都已弃用，并将在未来的Flink版本中删除。您仍然可以在Scala中构建应用程序，但是应该使用Java版本的DataStream和/或Table API。

二.、API

• 创建表
• 查询表
• 输出表

三、案例

1. 案例一

将DataStream注册为Table和view并进行SQL统计

1)导入pom依赖

<dependencies><dependency><groupId>org.apache.flink</groupId><artifactId>flink-clients_2.12</artifactId><version>1.12.7</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.hadoop</groupId><artifactId>hadoop-client</artifactId><version>3.1.4</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>RELEASE</version></dependency><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>8.0.30</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.flink</groupId><artifactId>flink-table-api-java-bridge_2.12</artifactId><version>1.12.7</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.flink</groupId><artifactId>flink-table-planner-blink_2.12</artifactId><version>1.12.7</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.flink</groupId><artifactId>flink-streaming-java_2.12</artifactId><version>1.12.7</version></dependency></dependencies>

注意本地scala版本：2.12为scala版本。

2)新建包和类

3)代码实现

package cn.edu.hgu.bigdata20.flink.table_demo;import cn.edu.hgu.bigdata20.flink.mysql.Student;
import org.apache.flink.api.common.RuntimeExecutionMode;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.table.api.Table;
import org.apache.flink.table.api.bridge.java.StreamTableEnvironment;import java.util.Arrays;import static org.apache.flink.table.api.Expressions.$;/* description:flink的TableAPI和SQL演示* author 王* date 2023/04/20*/
public class FlinkTableDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1.envStreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.AUTOMATIC);// 2.table envStreamTableEnvironment tEnv = StreamTableEnvironment.create(env);// 3.sourceDataStream<Student> StudentA = env.fromCollection(Arrays.asList(new Student(101, "张三", "男", 20, "14567457623", "唐山"),new Student(102, "李四", "女", 18, "17467457623", "张家口"),new Student(103, "王五", "男", 19, "18367457623", "承德")));DataStream<Student> StudentB = env.fromCollection(Arrays.asList(new Student(201, "赵六", "女", 21, "18867457623", "秦皇岛"),new Student(202, "钱七", "男", 19, "17567457623", "邢台"),new Student(203, "孙八", "女", 18, "16767457623", "廊坊")));// 3.注册表// 3.1 转换一个流为一个表Table tableA = tEnv.fromDataStream(StudentA, $("id"), $("sname"), $("sex"), $("age"), $("phone"), $("address"));// 3.2 注册一个流为表tEnv.createTemporaryView("StudentB", StudentB, $("id"), $("sname"), $("sex"), $("age"), $("phone"), $("address"));// 4.transformationTable tableB = tEnv.sqlQuery("select * from StudentB where age >= 19 ");//SQL// 5.sink// 把表转换为流DataStream<Student> resultA = tEnv.toAppendStream(tableA, Student.class);DataStream<Student> resultB = tEnv.toAppendStream(tableB, Student.class)// tableA.printSchema();// tableB.printSchema();// resultA.print();resultB.print();// 6.executeenv.execute();}
}

4)运行，查看结果

5)表的合并操作

package cn.edu.hgu.bigdata20.flink.table;import cn.edu.hgu.bigdata20.flink.mysql.Student;
import org.apache.flink.api.common.RuntimeExecutionMode;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.table.api.Table;
import org.apache.flink.table.api.bridge.java.StreamTableEnvironment;import java.util.Arrays;import static org.apache.flink.table.api.Expressions.$;/* description:flink的TableAPI和SQL演示* author 王* date 2023/04/20*/
public class FlinkTableDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {// 1.envStreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();env.setRuntimeMode(RuntimeExecutionMode.AUTOMATIC);// 2.table envStreamTableEnvironment tEnv = StreamTableEnvironment.create(env);// 3.sourceDataStream<Student> StudentA = env.fromCollection(Arrays.asList(new Student(101, "张三", "男", 20, "14567457623", "唐山"),new Student(102, "李四", "女", 18, "17467457623", "张家口"),new Student(103, "王五", "男", 19, "18367457623", "承德")));DataStream<Student> StudentB = env.fromCollection(Arrays.asList(new Student(201, "赵六", "女", 21, "18867457623", "秦皇岛"),new Student(202, "钱七", "男", 19, "17567457623", "邢台"),new Student(203, "孙八", "女", 18, "16767457623", "廊坊")));// 3.注册表// 3.1 转换一个流为一个表Table tableA = tEnv.fromDataStream(StudentA, $("id"), $("sname"), $("sex"), $("age"), $("phone"), $("address"));// 3.2 注册一个流为表tEnv.createTemporaryView("StudentB", StudentB, $("id"), $("sname"), $("sex"), $("age"), $("phone"), $("address"));// 4.transformationTable tableB = tEnv.sqlQuery("select * from StudentB where age >= 19 ");//SQL// 合并Table unionTable = tEnv.sqlQuery("select * from " + tableA + " where age > 19 " +"union all " +"select * from StudentB where age >= 19");// 5.sink// 把表转换为流DataStream<Student> resultA = tEnv.toAppendStream(tableA, Student.class);DataStream<Student> resultB = tEnv.toAppendStream(tableB, Student.class);DataStream<Student> resultUnion = tEnv.toAppendStream(unionTable, Student.class);// tableA.printSchema();// tableB.printSchema();// resultA.print();// resultB.print();resultUnion.print();// 6.executeenv.execute();}
}

出现问题：Caused by: org.apache.calcite.sql.parser.SqlParseException: Encountered “<”，可能是符号有问题。

6)合并结果