spark,flink算子全家桶详解,

本文详细介绍了Flink和Spark中的算子,包括map、mapPartition、flatMap、filter、reduce、reduceGroup、aggregate、distinct、join、LeftOuterJoin、RightOuterJoin、fullOuterJoin、union、rebalance、分区、minBy、maxBy和cross等,通过实例展示了各个算子的使用方法和应用场景,旨在帮助读者深入理解大数据处理中的核心操作。

1. map和mapPartition

将DataSet中的每一个元素转换为另外一个元素

示例

使用map操作,将以下数据转换为一个scala的样例类。

“1,张三”, “2,李四”, “3,王五”, “4,赵六”

注意

map和mapPartition的效果是一样的,

但如果在map的函数中,需要访问一些外部存储,如:访问mysql数据库,需要打开连接, 此时效率较低。

而使用mapPartition可以有效减少连接数,提高效率

参考代码



import org.apache.flink.api.scala.ExecutionEnvironment

/**
  * 演示转换操作
  */
object BatchTransformation {
   
   
  def main(args: Array[String]): Unit = {
   
   
    //获取env
    val env: ExecutionEnvironment = ExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment
    import org.apache.flink.api.scala._

    //map
    val data: DataSet[String] = env.fromCollection(List("1,张三", "2,李四", "3,王五", "4,赵六"))
    case class User(id: String, name: String)
    val userDataSet: DataSet[User] = data.map(text => {
   
   
      val files = text.split(",")
      User(files(0), files(1))
    })
    userDataSet.print()

    //mapPartition
    val userDataSet2 = data.mapPartition(iter => {
   
   
        // TODO:打开连接
        iter.map(ele => {
   
   
          val files = ele.split(",")
          User(files(0), files(1))
        })
        // TODO:关闭连接
      }
    )
    userDataSet2.print()

  }
}

2. flatMap

flatMap的用法和之前学习Spark中的一模一样,今天学习一个新的用法

将DataSet中的每一个元素转换为另一个集合并压平为多个元素

将DataSet中的每一个元素转换为0~n个元素

示例

分别将以下数据,转换成国家、省份、城市三个维度的数据。

将以下数据

​ 张三,中国,江西省,南昌市

​ 李四,中国,河北省,石家庄市

转换为

​ (张三,中国)

​ (张三,中国,江西省)

​ (张三,中国,江西省,南昌市)

​ (李四,中国)

​ (李四,中国,河北省)

​ (李四,中国,河北省,石家庄市)

思路

- 以上数据为一条转换为三条,显然,应当使用flatMap来实现

- 分别在flatMap函数中构建三个数据,并放入到一个列表中

List(

(姓名, 国家),

(姓名, 国家, 省份),

(姓名, 国家, 省份, 城市)

)

参考代码

//flatMap
val data2 = env.fromCollection(List(
  "张三,中国,江西省,南昌市",
  "李四,中国,河北省,石家庄市"
))

//使用flatMap将一条数据转换为三条数据
val resultDataSet: DataSet[(String, String)] = data2.flatMap(text => {
   
   
    val fieldArr = text.split(",")
    List(
      (fieldArr(0), fieldArr(1)),
      (fieldArr(0), fieldArr(1) , fieldArr(2)),
      (fieldArr(0), fieldArr(1) , fieldArr(2) , fieldArr(3))
    )
  }
)
resultDataSet.print()
//(张三,中国)
//(张三,中国,江西省)
//(张三,中国,江西省,南昌市)
//(李四,中国)
//(李四,中国,河北省)
//(李四,中国,河北省,石家庄市)

3. filter

Filter函数在实际生产中特别实用,数据处理阶段可以过滤掉大部分不符合业务的内容,可以极大减轻整体flink的运算压力

示例:

过滤出来以下以长度>4的单词。

“hadoop”, “hive”, “spark”, “flink”

参考代码

//filter
val wordDataSet = env.fromCollection(List("hadoop", "hive", "spark", "flink"))
val resultDataSet2 = wordDataSet.filter(_.length > 4)
resultDataSet2.print()

4. reduce

可以对一个dataset或者一个group来进行聚合计算,最终聚合成一个元素

示例1

请将以下元组数据,使用reduce操作聚合成一个最终结果

(“java” , 1) , (“java”, 1) ,(“java” , 1)

将上传元素数据转换为(“java”,3)

示例2

请将以下元组数据,下按照单词使用groupBy进行分组,再使用reduce操作聚合成一个最终结果

(“java” , 1) , (“java”, 1) ,(“scala” , 1)

转换为

(“java”, 2), (“scala”, 1)

参考代码

//reduce
val wordCountDataSet: DataSet[(String, Int)] = env.fromCollection(List(("java" , 1) , ("java", 1) ,("java" , 1)))
val resultDataSet3 = wordCountDataSet.reduce((wc1, wc2) => (wc2._1, wc1._2 + wc2._2))
resultDataSet3.print()

//groupBy+reduce
val wordcountDataSet2: DataSet[(String, Int)] = env.fromCollection(List(("java" , 1) , ("java", 1
<think>好的,我现在需要回答用户关于Flink算子使用说明和示例的问题。首先,我得回顾一下用户提供的引用内容,确保准确引用相关信息。用户提供了三个引用,分别是关于Flink的数据源算子、聚合算子和Transform算子的示例,特别是map操作。 首先,我应该按照用户的要求,结构清晰地分步骤说明。根据系统级指令,需要包括数据源算子、转换算子和数据汇算子,每个部分都要有代码示例,并且正确使用LaTeX格式。比如在解释转换算子时,提到的map、filter、keyBy、reduce等,要给出相应的Java或Scala代码示例。 然后,要确保每个引用的内容被正确引用到。例如,在数据源算子部分,引用[1]和[3]提到了构建环境和fromCollection的使用,应该在相关段落末尾添加[^1]和[^3]。聚合算子部分引用[2]中的内容,需要标注[^2]。 接下来,生成相关问题。问题需要围绕Flink算子的更多细节、最佳实践和应用场景展开,比如数据源算子的类型、转换算子的优化方法等。确保问题与用户提供的引用内容相关,并且能够引导进一步学习。 同时,检查LaTeX语法是否正确,比如行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。不过在这个回答中可能数学公式不多,但如果有的话需要注意格式。例如,在解释窗口操作时,如果有时间窗口的表达式,需要用正确的格式。 另外,确保使用中文回答,避免任何Markdown格式,除了代码块需要用三个反引号包裹。代码示例需要根据引用中的内容提供,比如引用[3]中的Scala代码,可以展示map操作,而引用[2]中的聚合算子可以用Java示例。 最后,检查整体结构是否清晰,分为数据源、转换、数据汇三个部分,每个部分都有说明和示例,并且相关问题符合要求。同时,确保所有引用标识正确对应,如引用[1]、[2]、[3]分别在适当的位置标注。</think>### Flink算子使用说明及示例 Flink算子分为**数据源(Source)**、**转换(Transformation)**和**数据汇(Sink)**三类。以下结合示例说明其使用方法: --- #### 一、数据源算子(Source Operators) 数据源算子用于从外部系统(如文件、消息队列、集合等)读取数据。 **示例**:从集合构建数据源(Scala): ```scala val env = ExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment val textDataSet: DataSet[String] = env.fromCollection( List("张三,1", "李四,2", "王五,3", "张三,4") ) // 从内存集合生成数据集[^3] ``` 其他常用数据源包括`readTextFile`(文件读取)、`fromElements`(元素集合)等。 --- #### 二、转换算子(Transformation Operators) 转换算子对数据进行处理,核心操作包括: 1. **`map`**:逐条处理数据 ```scala // 将字符串转换为元组(姓名,数值) val tupleData = textDataSet.map { str => val parts = str.split(",") (parts(0), parts(1).toInt) } // 输出如("张三",1) ``` 2. **`filter`**:过滤数据 ```java DataStream<String> filtered = dataStream.filter(value -> value.startsWith("A")); ``` 3. **`keyBy`**:按Key分组 ```java DataStream<Tuple2<String, Integer>> keyedStream = dataStream .keyBy(value -> value.f0); // 按元组第一个字段分组 ``` 4. **`reduce`**:聚合操作 ```java DataStream<Tuple2<String, Integer>> reduced = keyedStream .reduce((v1, v2) -> new Tuple2<>(v1.f0, v1.f1 + v2.f1)); // 对数值求和[^2] ``` 5. **`window`**:窗口计算 ```java dataStream.keyBy(value -> value.id) .window(TumblingEventTimeWindows.of(Time.seconds(10))) // 定义10秒滚动窗口 .sum("count"); // 按窗口统计总和 ``` --- #### 三、数据汇算子(Sink Operators) 数据汇负责将结果输出到外部系统,如文件、数据库或控制台。 **示例**:输出到文件(Java): ```java DataStream<String> result = ...; result.writeAsText("output/path"); // 写入文本文件 ``` ---
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