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Flink 提供了专门的 Kafka 连接器，向 Kafka topic 中读取或者写入数据。Flink Kafka Consumer 集成了 Flink 的 Checkpoint 机制，可提供 exactly-once 的解决语义。为此，Flink 并不齐全依赖于跟踪 Kafka 生产组的偏移量，而是在外部跟踪和查看偏移量。
引言
当咱们在应用 Spark Streaming、Flink 等计算框架进行数据实时处理时，应用 Kafka 作为一款公布与订阅的音讯零碎成为了标配。Spark Streaming 与 Flink 都提供了绝对应的 Kafka Consumer，应用起来十分的不便，只须要设置一下 Kafka 的参数，而后增加 kafka 的 source 就高枕无忧了。如果你真的感觉事件就是如此的 so easy，感觉妈妈再也不必放心你的学习了，那就真的是 too young too simple sometimes naive 了。本文以 Flink 的 Kafka Source 为探讨对象，首先从根本的应用动手，而后深刻源码逐个分析，一并为你拨开 Flink Kafka connector 的神秘面纱。值得注意的是，本文假设读者具备了 Kafka 的相干常识，对于 Kafka 的相干细节问题，不在本文的探讨范畴之内。
Flink Kafka Consumer 介绍
Flink Kafka Connector 有很多个版本，能够依据你的 kafka 和 Flink 的版本抉择相应的包（maven artifact id）和类名。本文所波及的 Flink 版本为 1.10，Kafka 的版本为 2.3.4。Flink 所提供的 Maven 依赖于类名如下表所示：
Demo 示例
增加 Maven 依赖
<!-- 本文应用的是通用型的 connector-->
<dependency>
<groupId>org.apache.flink</groupId>
<artifactId>flink-connector-kafka_2.11</artifactId>
<version>1.10.0</version>
</dependency>简略代码案例
public class KafkaConnector {public static void main(String[] args) throws Exception {StreamExecutionEnvironment senv = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
// 开启 checkpoint，工夫距离为毫秒
senv.enableCheckpointing(5000L);
// 抉择状态后端
senv.setStateBackend((StateBackend) new FsStateBackend("file:///E://checkpoint"));
//senv.setStateBackend((StateBackend) new FsStateBackend("hdfs://kms-1:8020/checkpoint"));
Properties props = new Properties();
// kafka broker 地址
props.put("bootstrap.servers", "kms-2:9092,kms-3:9092,kms-4:9092");
// 仅 kafka0.8 版本须要配置
props.put("zookeeper.connect", "kms-2:2181,kms-3:2181,kms-4:2181");
// 消费者组
props.put("group.id", "test");
// 主动偏移量提交
props.put("enable.auto.commit", true);
// 偏移量提交的工夫距离，毫秒
props.put("auto.commit.interval.ms", 5000);
// kafka 音讯的 key 序列化器
props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
// kafka 音讯的 value 序列化器
props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
// 指定 kafka 的消费者从哪里开始生产数据
// 共有三种形式，// #earliest
// 当各分区下有已提交的 offset 时，从提交的 offset 开始生产；// 无提交的 offset 时，从头开始生产
// #latest
// 当各分区下有已提交的 offset 时，从提交的 offset 开始生产；// 无提交的 offset 时，生产新产生的该分区下的数据
// #none
// topic 各分区都存在已提交的 offset 时，// 从 offset 后开始生产；// 只有有一个分区不存在已提交的 offset，则抛出异样
props.put("auto.offset.reset", "latest");
FlinkKafkaConsumer<String> consumer = new FlinkKafkaConsumer<>(
"qfbap_ods.code_city",
new SimpleStringSchema(),
props);
// 设置 checkpoint 后在提交 offset，即 oncheckpoint 模式
// 该值默认为 true，consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true);
// 最早的数据开始生产
// 该模式下，Kafka 中的 committed offset 将被疏忽，不会用作起始地位。//consumer.setStartFromEarliest();
// 消费者组最近一次提交的偏移量，默认。// 如果找不到分区的偏移量，那么将会应用配置中的 auto.offset.reset 设置
//consumer.setStartFromGroupOffsets();
// 最新的数据开始生产
// 该模式下，Kafka 中的 committed offset 将被疏忽，不会用作起始地位。//consumer.setStartFromLatest();
// 指定具体的偏移量工夫戳, 毫秒
// 对于每个分区，其工夫戳大于或等于指定工夫戳的记录将用作起始地位。// 如果一个分区的最新记录早于指定的工夫戳，则只从最新记录读取该分区数据。// 在这种模式下，Kafka 中的已提交 offset 将被疏忽，不会用作起始地位。//consumer.setStartFromTimestamp(1585047859000L);
// 为每个分区指定偏移量
/*Map<KafkaTopicPartition, Long> specificStartOffsets = new HashMap<>();
specificStartOffsets.put(new KafkaTopicPartition("qfbap_ods.code_city", 0), 23L);
specificStartOffsets.put(new KafkaTopicPartition("qfbap_ods.code_city", 1), 31L);
specificStartOffsets.put(new KafkaTopicPartition("qfbap_ods.code_city", 2), 43L);
consumer1.setStartFromSpecificOffsets(specificStartOffsets);*/
/**
*
* 请留神：当 Job 从故障中主动复原或应用 savepoint 手动复原时，* 这些起始地位配置办法不会影响生产的起始地位。* 在复原时，每个 Kafka 分区的起始地位由存储在 savepoint 或 checkpoint 中的 offset 确定
*
*/
DataStreamSource<String> source = senv.addSource(consumer);
// TODO
source.print();
senv.execute("test kafka connector");
}
}
参数配置解读
在 Demo 示例中，给出了具体的配置信息，上面将对下面的参数配置进行逐个剖析。
kakfa 的 properties 参数配置
- bootstrap.servers：kafka broker 地址
- zookeeper.connect：仅 kafka0.8 版本须要配置
- group.id：消费者组
- enable.auto.commit：
主动偏移量提交，该值的配置不是最终的偏移量提交模式，须要思考用户是否开启了 checkpoint，
在上面的源码剖析中会进行解读
- auto.commit.interval.ms：偏移量提交的工夫距离，毫秒
- key.deserializer：
kafka 音讯的 key 序列化器，如果不指定会应用 ByteArrayDeserializer 序列化器
- value.deserializer：
kafka 音讯的 value 序列化器，如果不指定会应用 ByteArrayDeserializer 序列化器
-
auto.offset.reset：
指定 kafka 的消费者从哪里开始生产数据，共有三种形式，
- 第一种：earliest
当各分区下有已提交的 offset 时，从提交的 offset 开始生产；无提交的 offset 时，从头开始生产 - 第二种：latest
当各分区下有已提交的 offset 时，从提交的 offset 开始生产；无提交的 offset 时，生产新产生的该分区下的数据 - 第三种：none
topic 各分区都存在已提交的 offset 时，从 offset 后开始生产；只有有一个分区不存在已提交的 offset，则抛出异样
- 第一种：earliest
留神：下面的指定生产模式并不是最终的生产模式，取决于用户在 Flink 程序中配置的生产模式
Flink 程序用户配置的参数
- consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true)
解释：设置 checkpoint 后在提交 offset，即 oncheckpoint 模式，该值默认为 true，该参数会影响偏移量的提交形式，上面的源码中会进行剖析
- consumer.setStartFromEarliest()
解释：最早的数据开始生产，该模式下，Kafka 中的 committed offset 将被疏忽，不会用作起始地位。该办法为继承父类 FlinkKafkaConsumerBase 的办法。
- consumer.setStartFromGroupOffsets()
解释：消费者组最近一次提交的偏移量，默认。如果找不到分区的偏移量，那么将会应用配置中的 auto.offset.reset 设置，该办法为继承父类 FlinkKafkaConsumerBase 的办法。
- consumer.setStartFromLatest()
解释：最新的数据开始生产，该模式下，Kafka 中的 committed offset 将被疏忽，不会用作起始地位。该办法为继承父类 FlinkKafkaConsumerBase 的办法。
- consumer.setStartFromTimestamp(1585047859000L)
解释：指定具体的偏移量工夫戳, 毫秒。对于每个分区，其工夫戳大于或等于指定工夫戳的记录将用作起始地位。如果一个分区的最新记录早于指定的工夫戳，则只从最新记录读取该分区数据。在这种模式下，Kafka 中的已提交 offset 将被疏忽，不会用作起始地位。
- consumer.setStartFromSpecificOffsets(specificStartOffsets)
解释：为每个分区指定偏移量，该办法为继承父类 FlinkKafkaConsumerBase 的办法。
请留神：当 Job 从故障中主动复原或应用 savepoint 手动复原时，这些起始地位配置办法不会影响生产的起始地位。在复原时，每个 Kafka 分区的起始地位由存储在 savepoint 或 checkpoint 中的 offset 确定。
Flink Kafka Consumer 源码解读
继承关系
Flink Kafka Consumer 继承了 FlinkKafkaConsumerBase 抽象类，而 FlinkKafkaConsumerBase 抽象类又继承了 RichParallelSourceFunction，所以要实现一个自定义的 source 时，有两种实现形式：一种是通过实现 SourceFunction 接口来自定义并行度为 1 的数据源；另一种是通过实现 ParallelSourceFunction 接口或者继承 RichParallelSourceFunction 来自定义具备并行度的数据源。FlinkKafkaConsumer 的继承关系如下图所示。
源码解读
FlinkKafkaConsumer 源码
先看一下 FlinkKafkaConsumer 的源码，为了方面浏览，本文将尽量给出本比拟残缺的源代码片段，具体如下所示：代码较长，在这里能够先有有一个总体的印象，上面会对重要的代码片段具体进行剖析。
public class FlinkKafkaConsumer<T> extends FlinkKafkaConsumerBase<T> {
// 配置轮询超时超时工夫，应用 flink.poll-timeout 参数在 properties 进行配置
public static final String KEY_POLL_TIMEOUT = "flink.poll-timeout";
// 如果没有可用数据，则期待轮询所需的工夫（以毫秒为单位）。如果为 0，则立刻返回所有可用的记录
// 默认轮询超时工夫
public static final long DEFAULT_POLL_TIMEOUT = 100L;
// 用户提供的 kafka 参数配置
protected final Properties properties;
// 如果没有可用数据，则期待轮询所需的工夫（以毫秒为单位）。如果为 0，则立刻返回所有可用的记录
protected final long pollTimeout;
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* @param topic 生产的主题名称
* @param valueDeserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(String topic, DeserializationSchema<T> valueDeserializer, Properties props) {this(Collections.singletonList(topic), valueDeserializer, props);
}
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* 该构造方法容许传入 KafkaDeserializationSchema，该反序列化类反对拜访 kafka 生产的额定信息
* 比方：key/value 对，offsets(偏移量)，topic(主题名称)
* @param topic 生产的主题名称
* @param deserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(String topic, KafkaDeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(Collections.singletonList(topic), deserializer, props);
}
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* 该构造方法容许传入多个 topic(主题)，反对生产多个主题
* @param topics 生产的主题名称，多个主题为 List 汇合
* @param deserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(List<String> topics, DeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(topics, new KafkaDeserializationSchemaWrapper<>(deserializer), props);
}
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* 该构造方法容许传入多个 topic(主题)，反对生产多个主题,
* @param topics 生产的主题名称，多个主题为 List 汇合
* @param deserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象, 反对获取额定信息
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(List<String> topics, KafkaDeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(topics, null, deserializer, props);
}
/**
* 基于正则表达式订阅多个 topic
* 如果开启了分区发现，即 FlinkKafkaConsumer.KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS 值为非正数
* 只有是可能正则匹配上，主题一旦被创立就会立刻被订阅
* @param subscriptionPattern 主题的正则表达式
* @param valueDeserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象, 反对获取额定信息
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(Pattern subscriptionPattern, DeserializationSchema<T> valueDeserializer, Properties props) {this(null, subscriptionPattern, new KafkaDeserializationSchemaWrapper<>(valueDeserializer), props);
}
/**
* 基于正则表达式订阅多个 topic
* 如果开启了分区发现，即 FlinkKafkaConsumer.KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS 值为非正数
* 只有是可能正则匹配上，主题一旦被创立就会立刻被订阅
* @param subscriptionPattern 主题的正则表达式
* @param deserializer 该反序列化类反对拜访 kafka 生产的额定信息, 比方：key/value 对，offsets(偏移量)，topic(主题名称)
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(Pattern subscriptionPattern, KafkaDeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(null, subscriptionPattern, deserializer, props);
}
private FlinkKafkaConsumer(
List<String> topics,
Pattern subscriptionPattern,
KafkaDeserializationSchema<T> deserializer,
Properties props) {// 调用父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 构造方法，PropertiesUtil.getLong 办法第一个参数为 Properties，第二个参数为 key，第三个参数为 value 默认值
super(
topics,
subscriptionPattern,
deserializer,
getLong(checkNotNull(props, "props"),
KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS, PARTITION_DISCOVERY_DISABLED),
!getBoolean(props, KEY_DISABLE_METRICS, false));
this.properties = props;
setDeserializer(this.properties);
// 配置轮询超时工夫，如果在 properties 中配置了 KEY_POLL_TIMEOUT 参数，则返回具体的配置值，否则返回默认值 DEFAULT_POLL_TIMEOUT
try {if (properties.containsKey(KEY_POLL_TIMEOUT)) {this.pollTimeout = Long.parseLong(properties.getProperty(KEY_POLL_TIMEOUT));
} else {this.pollTimeout = DEFAULT_POLL_TIMEOUT;}
}
catch (Exception e) {throw new IllegalArgumentException("Cannot parse poll timeout for'" + KEY_POLL_TIMEOUT + '\'', e);
}
}
// 父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 办法重写，该办法的作用是返回一个 fetcher 实例，// fetcher 的作用是连贯 kafka 的 broker，拉去数据并进行反序列化，而后将数据输入为数据流(data stream)
@Override
protected AbstractFetcher<T, ?> createFetcher(
SourceContext<T> sourceContext,
Map<KafkaTopicPartition, Long> assignedPartitionsWithInitialOffsets,
SerializedValue<AssignerWithPeriodicWatermarks<T>> watermarksPeriodic,
SerializedValue<AssignerWithPunctuatedWatermarks<T>> watermarksPunctuated,
StreamingRuntimeContext runtimeContext,
OffsetCommitMode offsetCommitMode,
MetricGroup consumerMetricGroup,
boolean useMetrics) throws Exception {// 确保当偏移量的提交模式为 ON_CHECKPOINTS(条件 1：开启 checkpoint，条件 2：consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true))时，禁用主动提交
// 该办法为父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 的静态方法
// 这将笼罩用户在 properties 中配置的任何设置
// 当 offset 的模式为 ON_CHECKPOINTS，或者为 DISABLED 时，会将用户配置的 properties 属性进行笼罩
// 具体是将 ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG = "enable.auto.commit" 的值重置为 "false
// 能够了解为：如果开启了 checkpoint，并且设置了 consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true)，默认为 true，// 就会将 kafka properties 的 enable.auto.commit 强制置为 false
adjustAutoCommitConfig(properties, offsetCommitMode);
return new KafkaFetcher<>(
sourceContext,
assignedPartitionsWithInitialOffsets,
watermarksPeriodic,
watermarksPunctuated,
runtimeContext.getProcessingTimeService(),
runtimeContext.getExecutionConfig().getAutoWatermarkInterval(),
runtimeContext.getUserCodeClassLoader(),
runtimeContext.getTaskNameWithSubtasks(),
deserializer,
properties,
pollTimeout,
runtimeContext.getMetricGroup(),
consumerMetricGroup,
useMetrics);
}
// 父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 办法重写
// 返回一个分区发现类，分区发现能够应用 kafka broker 的高级 consumer API 发现 topic 和 partition 的元数据
@Override
protected AbstractPartitionDiscoverer createPartitionDiscoverer(
KafkaTopicsDescriptor topicsDescriptor,
int indexOfThisSubtask,
int numParallelSubtasks) {return new KafkaPartitionDiscoverer(topicsDescriptor, indexOfThisSubtask, numParallelSubtasks, properties);
}
/**
* 判断是否在 kafka 的参数开启了主动提交，即 enable.auto.commit=true，* 并且 auto.commit.interval.ms>0,
* 留神：如果没有没有设置 enable.auto.commit 的参数，则默认为 true
* 如果没有设置 auto.commit.interval.ms 的参数，则默认为 5000 毫秒
* @return
*/
@Override
protected boolean getIsAutoCommitEnabled() {
//
return getBoolean(properties, ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, true) &&
PropertiesUtil.getLong(properties, ConsumerConfig.AUTO_COMMIT_INTERVAL_MS_CONFIG, 5000) > 0;
}
/**
* 确保配置了 kafka 音讯的 key 与 value 的反序列化形式，* 如果没有配置，则应用 ByteArrayDeserializer 序列化器，* 该类的 deserialize 办法是间接将数据进行 return，未做任何解决
* @param props
*/
private static void setDeserializer(Properties props) {final String deSerName = ByteArrayDeserializer.class.getName();
Object keyDeSer = props.get(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
Object valDeSer = props.get(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
if (keyDeSer != null && !keyDeSer.equals(deSerName)) {LOG.warn("Ignoring configured key DeSerializer ({})", ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
}
if (valDeSer != null && !valDeSer.equals(deSerName)) {LOG.warn("Ignoring configured value DeSerializer ({})", ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
}
props.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, deSerName);
props.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, deSerName);
}
}
剖析
下面的代码曾经给出了十分具体的正文，上面将对比拟要害的局部进行剖析。
- 构造方法剖析
FlinkKakfaConsumer 提供了 7 种构造方法，如上图所示。不同的构造方法别离具备不同的性能，通过传递的参数也能够大抵剖析出每种构造方法特有的性能，为了不便了解，本文将对其进行分组讨论，具体如下：
单 topic
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* @param topic 生产的主题名称
* @param valueDeserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(String topic, DeserializationSchema<T> valueDeserializer, Properties props) {this(Collections.singletonList(topic), valueDeserializer, props);
}
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* 该构造方法容许传入 KafkaDeserializationSchema，该反序列化类反对拜访 kafka 生产的额定信息
* 比方：key/value 对，offsets(偏移量)，topic(主题名称)
* @param topic 生产的主题名称
* @param deserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(String topic, KafkaDeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(Collections.singletonList(topic), deserializer, props);
}下面两种构造方法只反对单个 topic，区别在于反序列化的形式不一样。第一种应用的是 DeserializationSchema，第二种应用的是 KafkaDeserializationSchema，其中应用带有 KafkaDeserializationSchema 参数的构造方法能够获取更多的从属信息，比方在某些场景下须要获取 key/value 对，offsets(偏移量)，topic(主题名称)等信息，能够抉择应用此形式的构造方法。以上两种办法都调用了公有的构造方法，公有构造方法的剖析见上面。
多 topic
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* 该构造方法容许传入多个 topic(主题)，反对生产多个主题
* @param topics 生产的主题名称，多个主题为 List 汇合
* @param deserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(List<String> topics, DeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(topics, new KafkaDeserializationSchemaWrapper<>(deserializer), props);
}
/**
* 创立一个 kafka 的 consumer source
* 该构造方法容许传入多个 topic(主题)，反对生产多个主题,
* @param topics 生产的主题名称，多个主题为 List 汇合
* @param deserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象, 反对获取额定信息
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(List<String> topics, KafkaDeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(topics, null, deserializer, props);
}下面的两种多 topic 的构造方法，能够应用一个 list 汇合接管多个 topic 进行生产，区别在于反序列化的形式不一样。第一种应用的是 DeserializationSchema，第二种应用的是 KafkaDeserializationSchema，其中应用带有 KafkaDeserializationSchema 参数的构造方法能够获取更多的从属信息，比方在某些场景下须要获取 key/value 对，offsets(偏移量)，topic(主题名称)等信息，能够抉择应用此形式的构造方法。以上两种办法都调用了公有的构造方法，公有构造方法的剖析见上面。
正则匹配 topic
/**
* 基于正则表达式订阅多个 topic
* 如果开启了分区发现，即 FlinkKafkaConsumer.KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS 值为非正数
* 只有是可能正则匹配上，主题一旦被创立就会立刻被订阅
* @param subscriptionPattern 主题的正则表达式
* @param valueDeserializer 反序列化类型，用于将 kafka 的字节音讯转换为 Flink 的对象, 反对获取额定信息
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(Pattern subscriptionPattern, DeserializationSchema<T> valueDeserializer, Properties props) {this(null, subscriptionPattern, new KafkaDeserializationSchemaWrapper<>(valueDeserializer), props);
}
/**
* 基于正则表达式订阅多个 topic
* 如果开启了分区发现，即 FlinkKafkaConsumer.KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS 值为非正数
* 只有是可能正则匹配上，主题一旦被创立就会立刻被订阅
* @param subscriptionPattern 主题的正则表达式
* @param deserializer 该反序列化类反对拜访 kafka 生产的额定信息, 比方：key/value 对，offsets(偏移量)，topic(主题名称)
* @param props 用户传入的 kafka 参数
*/
public FlinkKafkaConsumer(Pattern subscriptionPattern, KafkaDeserializationSchema<T> deserializer, Properties props) {this(null, subscriptionPattern, deserializer, props);
}理论的生产环境中可能有这样一些需要，比方有一个 flink 作业须要将多种不同的数据聚合到一起，而这些数据对应着不同的 kafka topic，随着业务增长，新增一类数据，同时新增了一个 kafka topic，如何在不重启作业的状况下作业主动感知新的 topic。首先须要在构建 FlinkKafkaConsumer 时的 properties 中设置 flink.partition-discovery.interval-millis 参数为非负值，示意开启动静发现的开关，以及设置的工夫距离。此时 FLinkKafkaConsumer 外部会启动一个独自的线程定期去 kafka 获取最新的 meta 信息。具体的调用执行信息，参见上面的公有构造方法
公有构造方法
private FlinkKafkaConsumer(
List<String> topics,
Pattern subscriptionPattern,
KafkaDeserializationSchema<T> deserializer,
Properties props) {// 调用父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 构造方法，PropertiesUtil.getLong 办法第一个参数为 Properties，第二个参数为 key，第三个参数为 value 默认值。KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS 值是开启分区发现的配置参数，在 properties 外面配置 flink.partition-discovery.interval-millis=5000(大于 0 的数), 如果没有配置则应用 PARTITION_DISCOVERY_DISABLED=Long.MIN_VALUE(示意禁用分区发现)
super(
topics,
subscriptionPattern,
deserializer,
getLong(checkNotNull(props, "props"),
KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS, PARTITION_DISCOVERY_DISABLED),
!getBoolean(props, KEY_DISABLE_METRICS, false));
this.properties = props;
setDeserializer(this.properties);
// 配置轮询超时工夫，如果在 properties 中配置了 KEY_POLL_TIMEOUT 参数，则返回具体的配置值，否则返回默认值 DEFAULT_POLL_TIMEOUT
try {if (properties.containsKey(KEY_POLL_TIMEOUT)) {this.pollTimeout = Long.parseLong(properties.getProperty(KEY_POLL_TIMEOUT));
} else {this.pollTimeout = DEFAULT_POLL_TIMEOUT;}
}
catch (Exception e) {throw new IllegalArgumentException("Cannot parse poll timeout for'" + KEY_POLL_TIMEOUT + '\'', e);
}
}- 其余办法剖析
KafkaFetcher 对象创立
// 父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 办法重写，该办法的作用是返回一个 fetcher 实例，// fetcher 的作用是连贯 kafka 的 broker，拉去数据并进行反序列化，而后将数据输入为数据流(data stream)
@Override
protected AbstractFetcher<T, ?> createFetcher(
SourceContext<T> sourceContext,
Map<KafkaTopicPartition, Long> assignedPartitionsWithInitialOffsets,
SerializedValue<AssignerWithPeriodicWatermarks<T>> watermarksPeriodic,
SerializedValue<AssignerWithPunctuatedWatermarks<T>> watermarksPunctuated,
StreamingRuntimeContext runtimeContext,
OffsetCommitMode offsetCommitMode,
MetricGroup consumerMetricGroup,
boolean useMetrics) throws Exception {// 确保当偏移量的提交模式为 ON_CHECKPOINTS(条件 1：开启 checkpoint，条件 2：consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true))时，禁用主动提交
// 该办法为父类 (FlinkKafkaConsumerBase) 的静态方法
// 这将笼罩用户在 properties 中配置的任何设置
// 当 offset 的模式为 ON_CHECKPOINTS，或者为 DISABLED 时，会将用户配置的 properties 属性进行笼罩
// 具体是将 ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG = "enable.auto.commit" 的值重置为 "false
// 能够了解为：如果开启了 checkpoint，并且设置了 consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true)，默认为 true，// 就会将 kafka properties 的 enable.auto.commit 强制置为 false
adjustAutoCommitConfig(properties, offsetCommitMode);
return new KafkaFetcher<>(
sourceContext,
assignedPartitionsWithInitialOffsets,
watermarksPeriodic,
watermarksPunctuated,
runtimeContext.getProcessingTimeService(),
runtimeContext.getExecutionConfig().getAutoWatermarkInterval(),
runtimeContext.getUserCodeClassLoader(),
runtimeContext.getTaskNameWithSubtasks(),
deserializer,
properties,
pollTimeout,
runtimeContext.getMetricGroup(),
consumerMetricGroup,
useMetrics);
}该办法的作用是返回一个 fetcher 实例，fetcher 的作用是连贯 kafka 的 broker，拉去数据并进行反序列化，而后将数据输入为数据流 (data stream)，在这里对主动偏移量提交模式进行了强制调整，即确保当偏移量的提交模式为 ON_CHECKPOINTS(条件 1：开启 checkpoint，条件 2：consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true)) 时，禁用主动提交。这将笼罩用户在 properties 中配置的任何设置，简略能够了解为：如果开启了 checkpoint，并且设置了 consumer.setCommitOffsetsOnCheckpoints(true)，默认为 true，就会将 kafka properties 的 enable.auto.commit 强制置为 false。对于 offset 的提交模式，见下文的偏移量提交模式分析。
判断是否设置了主动提交
@Override
protected boolean getIsAutoCommitEnabled() {
//
return getBoolean(properties, ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, true) &&
PropertiesUtil.getLong(properties, ConsumerConfig.AUTO_COMMIT_INTERVAL_MS_CONFIG, 5000) > 0;
}判断是否在 kafka 的参数开启了主动提交，即 enable.auto.commit=true，并且 auto.commit.interval.ms>0, 留神：如果没有没有设置 enable.auto.commit 的参数，则默认为 true, 如果没有设置 auto.commit.interval.ms 的参数，则默认为 5000 毫秒。该办法会在 FlinkKafkaConsumerBase 的 open 办法进行初始化的时候调用。
反序列化
private static void setDeserializer(Properties props) {
// 默认的反序列化形式
final String deSerName = ByteArrayDeserializer.class.getName();
// 获取用户配置的 properties 对于 key 与 value 的反序列化模式
Object keyDeSer = props.get(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
Object valDeSer = props.get(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
// 如果配置了，则应用用户配置的值
if (keyDeSer != null && !keyDeSer.equals(deSerName)) {LOG.warn("Ignoring configured key DeSerializer ({})", ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
}
if (valDeSer != null && !valDeSer.equals(deSerName)) {LOG.warn("Ignoring configured value DeSerializer ({})", ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG);
}
// 没有配置，则应用 ByteArrayDeserializer 进行反序列化
props.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, deSerName);
props.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, deSerName);
}确保配置了 kafka 音讯的 key 与 value 的反序列化形式，如果没有配置，则应用 ByteArrayDeserializer 序列化器，
ByteArrayDeserializer 类的 deserialize 办法是间接将数据进行 return，未做任何解决。
FlinkKafkaConsumerBase 源码
@Internal
public abstract class FlinkKafkaConsumerBase<T> extends RichParallelSourceFunction<T> implements
CheckpointListener,
ResultTypeQueryable<T>,
CheckpointedFunction {
public static final int MAX_NUM_PENDING_CHECKPOINTS = 100;
public static final long PARTITION_DISCOVERY_DISABLED = Long.MIN_VALUE;
public static final String KEY_DISABLE_METRICS = "flink.disable-metrics";
public static final String KEY_PARTITION_DISCOVERY_INTERVAL_MILLIS = "flink.partition-discovery.interval-millis";
private static final String OFFSETS_STATE_NAME = "topic-partition-offset-states";
private boolean enableCommitOnCheckpoints = true;
/**
* 偏移量的提交模式，仅能通过在 FlinkKafkaConsumerBase#open(Configuration)进行配置
* 该值取决于用户是否开启了 checkpoint
*/
private OffsetCommitMode offsetCommitMode;
/**
* 配置从哪个地位开始生产 kafka 的音讯，* 默认为 StartupMode#GROUP_OFFSETS，即从以后提交的偏移量开始生产
*/
private StartupMode startupMode = StartupMode.GROUP_OFFSETS;
private Map<KafkaTopicPartition, Long> specificStartupOffsets;
private Long startupOffsetsTimestamp;
/**
* 确保当偏移量的提交模式为 ON_CHECKPOINTS 时，禁用主动提交，* 这将笼罩用户在 properties 中配置的任何设置。* 当 offset 的模式为 ON_CHECKPOINTS，或者为 DISABLED 时，会将用户配置的 properties 属性进行笼罩
* 具体是将 ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG = "enable.auto.commit" 的值重置为 "false，即禁用主动提交
* @param properties kafka 配置的 properties，会通过该办法进行笼罩
* @param offsetCommitMode offset 提交模式
*/
static void adjustAutoCommitConfig(Properties properties, OffsetCommitMode offsetCommitMode) {if (offsetCommitMode == OffsetCommitMode.ON_CHECKPOINTS || offsetCommitMode == OffsetCommitMode.DISABLED) {properties.setProperty(ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, "false");
}
}
/**
* 决定是否在开启 checkpoint 时，在 checkpoin 之后提交偏移量，* 只有用户配置了启用 checkpoint，该参数才会其作用
* 如果没有开启 checkpoint，则应用 kafka 的配置参数：enable.auto.commit
* @param commitOnCheckpoints
* @return
*/
public FlinkKafkaConsumerBase<T> setCommitOffsetsOnCheckpoints(boolean commitOnCheckpoints) {
this.enableCommitOnCheckpoints = commitOnCheckpoints;
return this;
}
/**
* 从最早的偏移量开始生产，* 该模式下，Kafka 中的曾经提交的偏移量将被疏忽，不会用作起始地位。* 能够通过 consumer1.setStartFromEarliest()进行设置
*/
public FlinkKafkaConsumerBase<T> setStartFromEarliest() {
this.startupMode = StartupMode.EARLIEST;
this.startupOffsetsTimestamp = null;
this.specificStartupOffsets = null;
return this;
}
/**
* 从最新的数据开始生产,
* 该模式下，Kafka 中的 已提交的偏移量将被疏忽，不会用作起始地位。*
*/
public FlinkKafkaConsumerBase<T> setStartFromLatest() {
this.startupMode = StartupMode.LATEST;
this.startupOffsetsTimestamp = null;
this.specificStartupOffsets = null;
return this;
}
/**
* 指定具体的偏移量工夫戳, 毫秒
* 对于每个分区，其工夫戳大于或等于指定工夫戳的记录将用作起始地位。* 如果一个分区的最新记录早于指定的工夫戳，则只从最新记录读取该分区数据。* 在这种模式下，Kafka 中的已提交 offset 将被疏忽，不会用作起始地位。*/
protected FlinkKafkaConsumerBase<T> setStartFromTimestamp(long startupOffsetsTimestamp) {checkArgument(startupOffsetsTimestamp >= 0, "The provided value for the startup offsets timestamp is invalid.");
long currentTimestamp = System.currentTimeMillis();
checkArgument(startupOffsetsTimestamp <= currentTimestamp,
"Startup time[%s] must be before current time[%s].", startupOffsetsTimestamp, currentTimestamp);
this.startupMode = StartupMode.TIMESTAMP;
this.startupOffsetsTimestamp = startupOffsetsTimestamp;
this.specificStartupOffsets = null;
return this;
}
/**
*
* 从具体的消费者组最近提交的偏移量开始生产，为默认形式
* 如果没有发现分区的偏移量，应用 auto.offset.reset 参数配置的值
* @return
*/
public FlinkKafkaConsumerBase<T> setStartFromGroupOffsets() {
this.startupMode = StartupMode.GROUP_OFFSETS;
this.startupOffsetsTimestamp = null;
this.specificStartupOffsets = null;
return this;
}
/**
* 为每个分区指定偏移量进行生产
*/
public FlinkKafkaConsumerBase<T> setStartFromSpecificOffsets(Map<KafkaTopicPartition, Long> specificStartupOffsets) {
this.startupMode = StartupMode.SPECIFIC_OFFSETS;
this.startupOffsetsTimestamp = null;
this.specificStartupOffsets = checkNotNull(specificStartupOffsets);
return this;
}
@Override
public void open(Configuration configuration) throws Exception {
// determine the offset commit mode
// 决定偏移量的提交模式，// 第一个参数为是否开启了主动提交，// 第二个参数为是否开启了 CommitOnCheckpoint 模式
// 第三个参数为是否开启了 checkpoint
this.offsetCommitMode = OffsetCommitModes.fromConfiguration(getIsAutoCommitEnabled(),
enableCommitOnCheckpoints,
((StreamingRuntimeContext) getRuntimeContext()).isCheckpointingEnabled());
// 省略的代码
}
// 省略的代码
/**
* 创立一个 fetcher 用于连贯 kafka 的 broker，拉去数据并进行反序列化，而后将数据输入为数据流(data stream)
* @param sourceContext 数据输入的上下文
* @param subscribedPartitionsToStartOffsets 以后 sub task 须要解决的 topic 分区汇合，即 topic 的 partition 与 offset 的 Map 汇合
* @param watermarksPeriodic 可选, 一个序列化的工夫戳提取器，生成 periodic 类型的 watermark
* @param watermarksPunctuated 可选, 一个序列化的工夫戳提取器，生成 punctuated 类型的 watermark
* @param runtimeContext task 的 runtime context 上下文
* @param offsetCommitMode offset 的提交模式, 有三种，别离为：DISABLED(禁用偏移量主动提交),ON_CHECKPOINTS(仅仅当 checkpoints 实现之后，才提交偏移量给 kafka)
* KAFKA_PERIODIC(应用 kafka 主动提交函数，周期性主动提交偏移量)
* @param kafkaMetricGroup Flink 的 Metric
* @param useMetrics 是否应用 Metric
* @return 返回一个 fetcher 实例
* @throws Exception
*/
protected abstract AbstractFetcher<T, ?> createFetcher(
SourceContext<T> sourceContext,
Map<KafkaTopicPartition, Long> subscribedPartitionsToStartOffsets,
SerializedValue<AssignerWithPeriodicWatermarks<T>> watermarksPeriodic,
SerializedValue<AssignerWithPunctuatedWatermarks<T>> watermarksPunctuated,
StreamingRuntimeContext runtimeContext,
OffsetCommitMode offsetCommitMode,
MetricGroup kafkaMetricGroup,
boolean useMetrics) throws Exception;
protected abstract boolean getIsAutoCommitEnabled();
// 省略的代码
}上述代码是 FlinkKafkaConsumerBase 的局部代码片段，基本上对其做了具体正文，外面的有些办法是 FlinkKafkaConsumer 继承的，有些是重写的。之所以在这里给出，能够对照 FlinkKafkaConsumer 的源码，从而不便了解。
偏移量提交模式分析
Flink Kafka Consumer 容许有配置如何将 offset 提交回 Kafka broker（或 0.8 版本的 Zookeeper）的行为。请留神：Flink Kafka Consumer 不依赖于提交的 offset 来实现容错保障。提交的 offset 只是一种办法，用于公开 consumer 的进度以便进行监控。
配置 offset 提交行为的办法是否雷同，取决于是否为 job 启用了 checkpointing。在这里先给出提交模式的具体论断，上面会对两种形式进行具体的剖析。根本的论断为：
-
开启 checkpoint
- 状况 1：用户通过调用 consumer 上的 setCommitOffsetsOnCheckpoints(true) 办法来启用 offset 的提交(默认状况下为 true)
那么当 checkpointing 实现时，Flink Kafka Consumer 将提交的 offset 存储在 checkpoint 状态中。
这确保 Kafka broker 中提交的 offset 与 checkpoint 状态中的 offset 统一。
留神，在这个场景中，Properties 中的主动定期 offset 提交设置会被齐全疏忽。
此状况应用的是 ON_CHECKPOINTS
- 状况 2：用户通过调用 consumer 上的 setCommitOffsetsOnCheckpoints(“false”) 办法来禁用 offset 的提交，则应用 DISABLED 模式提交 offset
- 未开启 checkpoint
Flink Kafka Consumer 依赖于外部应用的 Kafka client 主动定期 offset 提交性能，因而，要禁用或启用 offset 的提交 -
状况 1：配置了 Kafka properties 的参数配置了 ”enable.auto.commit” = “true” 或者 Kafka 0.8 的 auto.commit.enable=true，应用 KAFKA_PERIODIC 模式提交 offset，即主动提交 offset
- 状况 2：没有配置 enable.auto.commit 参数，应用 DISABLED 模式提交 offset，这意味着 kafka 不晓得以后的消费者组的消费者每次生产的偏移量。
提交模式源码剖析
- offset 的提交模式
public enum OffsetCommitMode {
// 禁用偏移量主动提交
DISABLED,
// 仅仅当 checkpoints 实现之后，才提交偏移量给 kafka
ON_CHECKPOINTS,
// 应用 kafka 主动提交函数，周期性主动提交偏移量
KAFKA_PERIODIC;
}- 提交模式的调用
public class OffsetCommitModes {
public static OffsetCommitMode fromConfiguration(
boolean enableAutoCommit,
boolean enableCommitOnCheckpoint,
boolean enableCheckpointing) {
// 如果开启了 checkinpoint，执行上面判断
if (enableCheckpointing) {// 如果开启了 checkpoint，进一步判断是否在 checkpoin 启用时提交(setCommitOffsetsOnCheckpoints(true))，如果是则应用 ON_CHECKPOINTS 模式
// 否则应用 DISABLED 模式
return (enableCommitOnCheckpoint) ? OffsetCommitMode.ON_CHECKPOINTS : OffsetCommitMode.DISABLED;
} else {
// 若 Kafka properties 的参数配置了 "enable.auto.commit" = "true"，则应用 KAFKA_PERIODIC 模式提交 offset
// 否则应用 DISABLED 模式
return (enableAutoCommit) ? OffsetCommitMode.KAFKA_PERIODIC : OffsetCommitMode.DISABLED;
}
}
}小结
本文次要介绍了 Flink Kafka Consumer，首先对 FlinkKafkaConsumer 的不同版本进行了比照，而后给出了一个残缺的 Demo 案例，并对案例的配置参数进行了具体解释，接着剖析了 FlinkKafkaConsumer 的继承关系，并别离对 FlinkKafkaConsumer 以及其父类 FlinkKafkaConsumerBase 的源码进行了解读，最初从源码层面剖析了 Flink Kafka Consumer 的偏移量提交模式，并对每一种提交模式进行了梳理。
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正文完