96SEO 2026-02-19 09:03 0
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从核心概念与架构设计出发,详细阐述数据摄取、实时处理、高效存储的全流程技术原理,结合具体代码案例演示完整集成方案。
涵盖开发环境搭建、性能优化策略、典型应用场景等内容,为大数据工程师提供从理论到实践的一站式技术指南,助力企业实现实时数据价值的快速落地。
目的和范围
随着企业数字化转型的深入,实时数据处理能力成为核心竞争力。
Apache
Flink作为流处理引擎的标杆,擅长高吞吐量、低延迟的实时数据处理;Apache
Doris则是高性能分析型数据库,支持亚秒级查询和大规模数据实时写入。
本文旨在通过两者的深度集成,构建端到端的实时大数据处理流水线,覆盖数据采集、实时清洗转换、高效存储与快速查询的完整链路。
预期读者
本文适合以下人群:
文档结构概述
全文分为10个主要部分:
核心术语定义
Flink
:开源流处理框架,支持有状态计算、事件时间处理和Exactly-Once语义Doris
:基于MPP架构的分析型数据库,支持实时数据写入和高并发查询Capture)
:捕获数据库变更数据的技术,用于实时数据同步相关概念解释
Segregation)
:读写分离架构,Doris通过BE节点实现查询与写入的资源隔离缩略词列表
| 缩写 | 全称 |
|---|---|
| BE | Backend Node(Doris数据节点) |
| FE | Frontend Node(Doris前端节点) |
| Source | Flink数据源算子 |
| Sink | Flink数据接收器算子 |
| UDF | User-Defined Function(用户自定义函数) |
Flink核心架构
Flink架构包含三层逻辑:
API,简化流处理逻辑开发
Doris核心架构
Doris采用MPP架构,核心组件包括:
transform="translate(74.5234375,
transform="translate(-15.39453125,
center;"> Plan
transform="translate(257.5703125,
transform="translate(-15.39453125,
center;"> Plan
transform="translate(74.5234375,
transform="translate(-16.484375,
center;"> Data
transform="translate(257.5703125,
transform="translate(-16.484375,
center;"> Data
transform="translate(166.046875,
transform="translate(-21.33203125,
center;"> Client
transform="translate(166.046875,
transform="translate(-32.3359375,
center;"> Frontend
transform="translate(74.5234375,
transform="translate(-36.5234375,
1
transform="translate(257.5703125,
transform="translate(-36.5234375,
2
transform="translate(166.046875,
transform="translate(-35.73828125,
Disk
集成架构设计
集成方案遵循"Flink负责流处理,Doris负责存储与查询"的原则,核心链路:
CDC、日志文件等
transform="translate(405.4921875,
center;"> 处理后数据
transform="translate(641.0390625,
center;"> 写入
transform="translate(850.6953125,
center;"> 查询
center;"> 数据源
transform="translate(277.24609375,
transform="translate(-33.24609375,
center;"> Flink集群
transform="translate(535.265625,
transform="translate(-34.7734375,
Sink
transform="translate(745.8671875,
transform="translate(-33.828125,
center;"> Doris集群
transform="translate(945.6953125,
center;"> 应用层
核心优势互补
| 能力维度 | Flink优势 | Doris优势 |
|---|---|---|
| 数据处理 | 毫秒级延迟,支持复杂事件处理 | 亚秒级查询,支持高并发分析查询 |
| 数据存储 | 无状态(需外部存储) | 列式存储,支持数据分区与副本 |
| 扩展性 | 灵活的并行度调整 | 线性扩展的MPP架构 |
| 生态兼容性 | 支持Kafka、HBase等多种数据源 | 兼容MySQL协议,支持JDBC/ODBC接入 |
Source为例)
Flink通过KafkaConsumer读取数据,支持Exactly-Once语义需满足:
checkpoint间隔小于Kafka事务超时时间
fromflink.connector.kafkaimportKafkaSource,KafkaOffsetsInitializerdefcreate_kafka_source(topic:str,bootstrap_servers:str)->KafkaSource:returnKafkaSource.builder()\.set_bootstrap_servers(bootstrap_servers)\.set_topics(topic)\.set_group_id("doris-flink-integration")\.set_starting_offsets(KafkaOffsetsInitializer.latest())\.set_value_only_deserializer(StringDeserializationSchema())\.build()实时数据处理流程
典型处理流程包含:
TumblingWindow进行时间窗口聚合
fromflink.streamingimportStreamExecutionEnvironmentfromflink.streaming.functionsimportRichMapFunctionenv=StreamExecutionEnvironment.get_execution_environment()env.set_parallelism(4)source=env.add_source(create_kafka_source("clickstream","kafka:9092"))defclean_data(record:str)->Optional[Dict]:try:data=json.loads(record)ifdata.get("user_id")anddata.get("event_time"):returndataelse:returnNoneexceptJSONDecodeError:returnNonecleaned=source.map(clean_data)
Sink实现原理
Doris支持两种写入方式:
Sink批量写入(需注意事务控制)
API,支持高吞吐量写入
fromdorisimportDorisClientclassDorisSink(RichSinkFunction):def__init__(self,doris_host:str,doris_port:int,table:str):self.doris_host=doris_hostself.doris_port=doris_port
self.table=table
self.client=Nonedefopen(self,parameters:Configuration):self.client=DorisClient(self.doris_host,self.doris_port)definvoke(self,value:Dict,context:SinkFunctionContext):data=[value["user_id"],value["event_time"],value["page_id"]]self.client.stream_load(self.table,data,columns=["user_id","event_time","page_id"])defclose(self):self.client.close()
容错机制实现
Flink通过Checkpoint机制保证Exactly-Once,Doris端需配合:
Key)
fromflink.streaming.checkpointimportCheckpointConfigenv.enable_checkpointing(5000)#
每5秒启动一次Checkpointenv.get_checkpoint_config().set_checkpointing_mode(CheckpointingMode.EXACTLY_ONCE)
吞吐量计算公式
流水线整体吞吐量由瓶颈环节决定,假设:
)(记录数/秒)
)
则系统瓶颈为:
端到端延迟计算
延迟包含:
案例计算
假设:
BE节点=4,每节点支持500条/秒写入
/>系统瓶颈为Flink处理环节,需增加并行度或优化处理逻辑
项目实战:代码实际案例和详细解释说明
3.8+(需安装flink-python、doris-client)
Docker部署脚本
#docker-compose.yml
version:'3'services:kafka:image:confluentinc/cp-kafka:7.4.0environment:KAFKA_BROKER_ID:1KAFKA_ZOOKEEPER_CONNECT:zookeeper:2181KAFKA_ADVERTISED_LISTENERS:PLAINTEXT://kafka:9092zookeeper:image:confluentinc/cp-zookeeper:7.4.0environment:ZOOKEEPER_CLIENT_PORT:2181flink:image:flink:1.17.1-pythoncommand:jobmanagerports:-"8081:8081"doris-fe:image:apache/doris:1.2.3-feenvironment:FE_QUORUM_PEERS:doris-fe:8030doris-be:image:apache/doris:1.2.3-bedepends_on:-doris-fe环境启动命令
docker-composeup-d#
--replication-factor1--partitions4
完整Flink作业代码(Python)
fromflink.streamingimportStreamExecutionEnvironmentfromflink.connector.kafkaimportKafkaSource,KafkaOffsetsInitializerfromflink.streaming.functionsimportRichSinkFunctionimportjsonfromdorisimportDorisClientclassDorisSink(RichSinkFunction):def__init__(self,doris_host:str,doris_port:int,table:str):super().__init__()self.doris_host=doris_hostself.doris_port=doris_port
self.table=table
self.client=Nonedefopen(self,parameters):self.client=DorisClient(self.doris_host,self.doris_port)definvoke(self,value,context):data=[str(value["user_id"]),value["event_time"],str(value["page_id"]),value["event_type"]]try:self.client.stream_load(table=self.table,data=data,columns=["user_id","event_time","page_id","event_type"],label=f"flink_load_{value['user_id']}")exceptExceptionase:self.get_logger().error(f"Failed
write
Doris:{e}")defclose(self):ifself.client:self.client.close()defmain():env=StreamExecutionEnvironment.get_execution_environment()env.set_parallelism(4)env.enable_checkpointing(10000)kafka_source=KafkaSource.builder()\.set_bootstrap_servers("kafka:9092")\.set_topics("clickstream")\.set_group_id("doris-flink-group")\.set_starting_offsets(KafkaOffsetsInitializer.latest())\.set_value_only_deserializer(StringDeserializationSchema())\.build()stream=env.add_source(kafka_source)defparse_json(record):try:returnjson.loads(record)exceptjson.JSONDecodeError:returnNoneparsed=stream.map(parse_json).filter(lambdax:xisnotNone)doris_sink=DorisSink(doris_host="doris-fe",doris_port=8030,table="clickstream_events")parsed.add_sink(doris_sink)env.execute("Doris-Flink
Integration
Job")if__name__=="__main__":main()
Doris表定义(SQL)
CREATETABLEclickstream_events(user_idBIGINT,event_timeDATETIME,page_idSTRING)ENGINE=OLAP
AGGREGATEKEY(user_id,event_time,page_id)DISTRIBUTEDBYHASH(user_id)BUCKETS16PROPERTIES("replication_num"="1","in_memory"="false");
代码解读与分析
Sink
:API实现高吞吐量写入
Checkpoint
实时报表系统
实时风控系统
日志分析平台
Pruning)提升查询效率
物联网数据处理
书籍推荐
在线课程
Processing》
Training)
技术博客和网站
Java/Scala开发首选
Code:轻量级编辑,支持Flink
UI:监控任务指标(吞吐量、延迟、反压)
Tool:查看BE节点状态与查询执行计划
相关框架和库
最新研究成果
GitHub技术文档:https://github.com/apache/doris/blob/master/docs/technical
应用案例分析
总结:未来发展趋势与挑战
技术趋势
关键挑战
技术价值
通过Doris与Flink的深度集成,企业能够:
附录:常见问题与解答
A:推荐使用Doris的唯一键模型(Unique
Key),建表时指定PRIMARY
KEY,Doris会自动去重。
Flink端可通过生成唯一label参数保证幂等性写入。
A:通过Flink
UI查看各算子的反压状态,重点关注Sink算子的背压情况。
可能原因包括Doris写入性能瓶颈、网络延迟或Flink并行度不足,可通过调整Doris批量写入大小或增加Flink并行度解决。
A:
Filter索引(针对高频过滤字段)
A:Flink端通过Checkpoint保证Exactly-Once,Doris端Stream
Load接口支持事务性写入,但需注意跨系统事务边界需通过业务层协调。
Flink官方文档:https://flink.apache.org/docs/latest/
Doris官方文档:https://doris.apache.org/zh-CN/docs/
本文通过理论解析与实战案例,全面展示了Doris与Flink集成的技术细节与应用价值。
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