Flink入门篇
入门篇 初始flink
接触flink有一段时间了，决定写一些东西，记录和总结一下。
Flink是什么？
Apache Flink是一个分布式的大数据处理引擎，可以对有限数据流和无线数据流进行有状态的计算。可以部署在各种集群环境，可以对各种大小规模的数据进行快速计算。
https://flink.apache.org/
上图中，可以看出，fink实时接收来自消息队列或者各种类型数据库中的数据，通过flink计算引擎进行处理之后，发送给应用，各种类型数据库，或者消息队列。这就是flink大体上的用途吧。
上图中提到Flink是一个对有限数据流和无线数据流进行有状态的计算的引擎，下面阐述一下什么是有限数据流和无限数据流。
有限数据流和无限数据流？
a）有限数据流：有限不会改变的数据集合--批处理、离线运算
误区：很多现实中认为是有界或者批量的数据集实际上无限数据流，hdfs目录、kafka
b) 无限数据流：数据流源源不断的--流式计算、流计算
举例：
a) 点击流(终端手机用户或者web应用的点击流)
b) 物理传感器采集的测量数据
c) 金融市场产生的数据(股市、数字货币交易市场)
d) 服务器上的日志数据
有限数据流和无线数据流有分别对应不同的计算模型
flink两种计算模型
a)流式计算、流计算，一直处于运行或者等待运行状态
b)批处理/离线运算，在预先定义的时间内运行计算，当完成时释放计算机资源
flink存储介质
flink存储的数据比如，checkpoint，savepoint数据，已经计算的中间状态数据等。可以存储到hdfs，s3，nfs...。
flink资源管理
flink的资源管理引擎，类比于spark，可以是local jvm,k8s,yarn,mesos...,所以我们可以直接在本机上，跑一个flink程序，方便测试。
总的来说，flink就是一个统一的大数据分析和流处理，批处理以及机器学习引擎，并且是一个生态友好，处处可运行的实时计算框架。
flink的诞生与发展
诞生于2009年，原来叫StratoSphere，是柏林工业大学的一个研究性项目，早期专注于批计算；2014年孵化出Flink并捐给Apache；2015年开始引起大家注意；2016年在阿里得到大规模应用； 背后的商业公司叫data artisans
https://data-artisans.com
flink开始崭露头角，并区别于其他的流计算引擎的主要特点： 它不仅是一个高吞吐，低延迟的计算引擎，同时还具备其他的高级特性，提供有状态的计算，支持状态管理，支持强一致性的语义，以及支持EventTime和waterMark 对消息乱序的处理。这也是阿里看上flink的原因，并决心投入重金研究基于flink的blink。
flink众多优点
支持批处理和流处理
优雅流畅的支持java和scala
高吞吐量和低延迟
支持事件处理和无序处理通过SataStream API，基于DataFlow数据流模型
在不同的时间语义(事件时间，摄取时间、处理时间)下支持灵活的窗口(时间，滑动、 翻滚，会话，自定义触发器)
仅处理一次的容错担保，通过event time & watermarker
自动背压机制，下游对上游的反压。
图处理(批) 机器学习(批) 复杂事件处理(流)
在dataSet(批处理)API中内置支持迭代程序(BSP)
高效的自定义内存管理，和健壮的切换能力在in-memory和out-of-core中
兼容hadoop的mapreduce和storm
集成YARN,HDFS,Hbase 和其它hadoop生态系统的组件，丰富的connector
flink的核心组件和生态
核心组件
Deploy：
flink可以运行在Single JVM，Standalone，YARN,S3.
Core:
flink的核心是Distributed streaming Dataflow
API:
基于flink core 是两大核心API DataStream API&DataSet API
Libraries：
基于核心API，有一些扩展的library，例如基于DataStream API的CEP,Table&SQL，基于DataSet API的Flink ML ,Gelly，Table&SQL，值得注意的是，Table&SQL可以同时运行流数据和批数据集合。
flink的生态
flink可以和大数据生态圈绝大多数的组建进行交互，当然了，目前来说，还没有spark支持的组建多，这也是flink未来努力的方向。
从图中可以看出，目前主流的大数据相关组件，都可以和flink整合。
flink的未来
批流统一
多语言支持
完善ml算法库，提供更多机器学习，深度学习相关的支持。
flink 的应用场景
Event-driven Applications
Data Analytics Applications
Data Pipeline Applications
具体可参考：https://flink.apache.org/usecases.html
事件驱动的应用程序不是查询远程数据库，而是在本地访问其数据，从而在吞吐量和延迟方面产生更好的性能。远程持久存储的定期检查点可以异步和递增完成。因此，检查点对常规事件处理的影响非常小。
Flink提供了一组丰富的状态原语，可以管理非常大的数据量（最多几TB），并且具有一次性的一致性保证。此外，Flink支持事件时间，高度可定制的窗口逻辑，以及通过ProcessFunction实现高级业务逻辑提供的细粒度时间控制。此外，Flink还提供了一个用于复杂事件处理（CEP）的库，用于检测数据流中的模式。
典型的应用场景：
欺诈识别
异常检测
基于规则的警报
业务流程监控
Web应用程序（社交网络）
数据分析应用
与批量分析相比，连续流分析的优势不仅限于因消除定期导入和查询执行的延迟。与批量查询相比，流式查询不必处理输入数据中的人为边界（比如过了凌晨12点开始T+1执行），这些边界是由定期导入和输入的有界性质引起的。
Flink为连续流式传输和批量分析提供了非常好的支持。具体来说，它具有符合ANSI标准的SQL接口，具有用于批处理和流式查询的统一语义。无论是在记录事件的静态数据集上还是在实时事件流上运行，SQL查询都会计算相同的结果。对用户定义函数的丰富支持可确保在SQL查询中执行自定义代码。如果需要更多的自定义逻辑，Flink的DataStream API或DataSet API提供更多的低级控制。此外，Flink的Gelly库为批量数据集上的大规模和高性能图形分析提供算法和构建块。
典型应用场景：
电信网络的质量监控
分析移动应用程序中的产品更新和实验评估
对消费者技术中的实时数据进行特别分析
大规模图分析
Data pipeline应用
连续数据流水线优于周期性ETL作业的明显优势是减少了将数据移动到目的地的延迟。此外，数据管道更通用，可用于更多用例，因为它们能够连续消耗和发送数据。
Flink的SQL接口（或表API）可以解决许多常见的数据转换或丰富任务，并支持用户定义的函数。通过使用更通用的DataStream API，可以实现具有更高级要求的数据管道。Flink为各种存储系统（如Kafka，Kinesis，Elasticsearch和JDBC数据库系统）提供了丰富的连接器。它还具有连续的文件系统源，用于监视以时间分区方式写入文件的目录和接收器。
典型应用场景：
电子商务中的实时搜索索引构建
电子商务中持续的ETL
阿里flink实时计算应用场景
阿里flink实践案例分析
下面是一个实践案例，更多案例请参考
https://help.aliyun.com/product/45029.html?spm=a2c4g.11186623.3.1.70b863caaaH5S0
基于实时计算，您可以轻松完成实时欺诈检测系统。 实时欺诈检测系统能够及时发现用户高危行为并采取措施，降低损失。
实时欺诈检测（风控）系统流程如下：
用户的行为经由App上报或Web日志记录下来，发送到一个消息队列里去。
实时计算订阅消息队列，过滤出感兴趣的行为，比如：购买、领券、浏览等。
实时计算计算把这个行为特征化。
实时计算通过UDF调用外部一个风险模型，判断这次行为是否有问题（单次行为）。
实时计算里通过CEP功能，跨多条记录分析用户行为（比如用户先做了A，又做了B，又做了3次C），整体识别是否有风险。
综合风险模型和CEP的结果，产出预警信息。
flink vs spark vs storm ...
spark 和 flink的对比我们可以从编程模型，扩展的类库，支持的语言，运行环境等方面进行比较。
详细可以参考：
https://blog.csdn.net/aWDac/article/details/83583247
而flink 和其他的实时流引擎的对比如下图：
从图中可以看出，想比如其他的实时处理引擎flink的明显优势是，保证exactly once的语义，并且具有低延迟，高吞吐等优点，并且越来越广泛的被应用。
总结：
这篇文章我们阐述了flink是什么，有限数据集，无线数据集的概念；flink的编程模型，存储介质，资源管理框架；flink的诞生与发展，flink的众多优点，核心组件与生态；以及阿里flink的使用场景，真实案例，最后对flink和spark以及其他实时流处理框架进行了比较。现在我们对flink应该有了大致的了解。
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作者：流水设计V：13136173369或者Q：3139496932
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来源：简书
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