【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-通过Temporal table实现维表数据join

Flink 系列文章

一、Flink 专栏

Flink 专栏系统介绍某一知识点，并辅以具体的示例进行说明。

1、Flink 部署系列
本部分介绍Flink的部署、配置相关基础内容。
2、Flink基础系列
本部分介绍Flink 的基础部分，比如术语、架构、编程模型、编程指南、基本的datastream api用法、四大基石等内容。
3、Flik Table API和SQL基础系列
本部分介绍Flink Table Api和SQL的基本用法，比如Table API和SQL创建库、表用法、查询、窗口函数、catalog等等内容。
4、Flik Table API和SQL提高与应用系列
本部分是table api 和sql的应用部分，和实际的生产应用联系更为密切，以及有一定开发难度的内容。
5、Flink 监控系列
本部分和实际的运维、监控工作相关。

二、Flink 示例专栏

Flink 示例专栏是 Flink 专栏的辅助说明，一般不会介绍知识点的信息，更多的是提供一个一个可以具体使用的示例。本专栏不再分目录，通过链接即可看出介绍的内容。

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文章目录

Flink 系列文章
一、maven依赖及数据结构
- 1、maven依赖
- 2、数据结构
- 3、数据源
- 4、验证结果
五、通过Temporal table实现维表数据join
- 1、说明
- 2、示例：将事实流与维表进行关联-ProcessingTime实现
- 3、示例：将事实流与维表进行关联-EventTime实现
- 4、示例：将事实流与维表进行关联-Kafka Source的EventTime实现
- - 1）、bean定义
  - 2）、序列化定义
  - 3）、实现

本文介绍了通过Flink的时态表进行维度表的join操作，通过三个示例分别进行介绍。

如果需要了解更多内容，可以在本人Flink 专栏中了解更新系统的内容。

本文除了maven依赖外，本文还依赖kafka环境。

本专题分为以下几篇文章：
【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-初始化的静态数据
【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-维表来源于第三方数据源
【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-通过广播将维表数据传递到下游
【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-通过Temporal table实现维表数据join
【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-完整版（1）
【flink番外篇】15、Flink维表实战之6种实现方式-完整版（2）

一、maven依赖及数据结构

1、maven依赖

本文的所有示例均依赖本部分的pom.xml内容，可能针对下文中的某些示例存在过多的引入，根据自己的情况进行删减。

<properties>
	<encoding>UTF-8</encoding>
	<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
	<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
	<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
	<java.version>1.8</java.version>
	<scala.version>2.12</scala.version>
	<flink.version>1.17.0</flink.version>
</properties>

<dependencies>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-clients -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-clients</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-java</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-table-common</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-streaming-java</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-table-api-java-bridge</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-csv</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-json</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-table-planner -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-table-planner_2.12</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-table-api-java-uber -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-table-api-java-uber</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-table-runtime -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-table-runtime</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-connector-jdbc</artifactId>
		<version>3.1.0-1.17</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>mysql</groupId>
		<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
		<version>5.1.38</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>com.google.guava</groupId>
		<artifactId>guava</artifactId>
		<version>32.0.1-jre</version>
	</dependency>
	<!-- flink连接器 -->
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-connector-kafka -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-connector-kafka</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
	</dependency>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.flink/flink-sql-connector-kafka -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.flink</groupId>
		<artifactId>flink-sql-connector-kafka</artifactId>
		<version>${flink.version}</version>
		<scope>provided</scope>
	</dependency>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.commons/commons-compress -->
	<dependency>
		<groupId>org.apache.commons</groupId>
		<artifactId>commons-compress</artifactId>
		<version>1.24.0</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.projectlombok</groupId>
		<artifactId>lombok</artifactId>
		<version>1.18.2</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.bahir</groupId>
		<artifactId>flink-connector-redis_2.12</artifactId>
		<version>1.1.0</version>
		<exclusions>
			<exclusion>
				<artifactId>flink-streaming-java_2.12</artifactId>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<artifactId>flink-runtime_2.12</artifactId>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<artifactId>flink-core</artifactId>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<artifactId>flink-java</artifactId>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
				<artifactId>flink-table-api-java</artifactId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
				<artifactId>flink-table-api-java-bridge_2.12</artifactId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
				<artifactId>flink-table-common</artifactId>
			</exclusion>
			<exclusion>
				<groupId>org.apache.flink</groupId>
				<artifactId>flink-table-planner_2.12</artifactId>
			</exclusion>
		</exclusions>
	</dependency>
	<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
	<dependency>
		<groupId>com.alibaba</groupId>
		<artifactId>fastjson</artifactId>
		<version>2.0.43</version>
	</dependency>
</dependencies>

2、数据结构

本示例仅仅为实现需求：将订单中uId与用户id进行关联，然后输出Tuple2<Order, String>。

事实流 order

    // 事实表
    @Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    static class Order {
        private Integer id;
        private Integer uId;
        private Double total;
    }

维度流 user

    // 维表
    @Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    static class User {
        private Integer id;
        private String name;
        private Double balance;
        private Integer age;
        private String email;
    }

3、数据源

事实流数据有几种，具体见示例部分，比如socket、redis、kafka等
维度表流有几种，具体见示例部分，比如静态数据、mysql、socket、kafka等。
如此，实现本文中的示例就需要准备好相应的环境，即mysql、redis、kafka、netcat等。

4、验证结果

本文提供的所有示例均为验证通过的示例，测试的数据均在每个示例中，分为事实流、维度流和运行结果进行注释，在具体的示例中关于验证不再赘述。

五、通过Temporal table实现维表数据join

1、说明

Temporal table是持续变化表上某一时刻的视图，Temporal table function是一个表函数，传递一个时间参数，返回Temporal table这一指定时刻的视图。可以将维度数据流映射为Temporal table，事实流与这个Temporal table进行join，可以关联到某一个版本视图的维度数据。

该种方式维度数据量可以很大，维表数据实时更新，不依赖于第三方存储，并且提供不同版本的维表数据（应对维表信息更新）。截至版本Flink 1.17该种方式只能在Flink SQL API中使用。

关于时间参数，flink有三个时间，即eventtime、processingtime和injectiontime，常用的是eventtime和processingtime，本文介绍其实现方式。关于eventtime的实现，kafka与其他的数据源还有不同，本文单独介绍一下kafka的实现方式。

2、示例：将事实流与维表进行关联-ProcessingTime实现


package org.tablesql.join;

import static org.apache.flink.table.api.Expressions.$;
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 org.apache.flink.table.functions.TemporalTableFunction;
import org.apache.flink.types.Row;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

/*
 * @Author: alanchan
 * @LastEditors: alanchan
 * @Description: 基于处理时间的时态表
 */
public class TestJoinDimByProcessingTimeDemo {
    // 维表
    @Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    public static class User {
        private Integer id;
        private String name;
        private Double balance;
        private Integer age;
        private String email;
    }

    // 事实表
    @Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    public static class Order {
        private Integer id;
        private Integer uId;
        private Double total;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
        StreamTableEnvironment tenv = StreamTableEnvironment.create(env);

        // order 实时流 事实表
        DataStream<Order> orderDs = env.socketTextStream("192.168.10.42", 9999)
                .map(o -> {
                    String[] lines = o.split(",");
                    return new Order(Integer.valueOf(lines[0]), Integer.valueOf(lines[1]), Double.valueOf(lines[2]));
                });

        // user 实时流 维度表
        DataStream<User> userDs = env.socketTextStream("192.168.10.42", 8888)
                .map(o -> {
                    String[] lines = o.split(",");
                    return new User(Integer.valueOf(lines[0]), lines[1], Double.valueOf(lines[2]),
                            Integer.valueOf(lines[3]), lines[4]);
                }).setParallelism(1);

        // 转变为Table
        Table orderTable = tenv.fromDataStream(orderDs, $("id"), $("uId"), $("total"), $("order_ps").proctime());
        Table userTable = tenv.fromDataStream(userDs, $("id"), $("name"), $("balance"), $("age"), $("email"),
                $("user_ps").proctime());

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