Flink Kafka-Source

• Apache Kafka 连接器
  Flink 提供了 Apache Kafka 连接器使用精确一次（Exactly-once）的语义在 Kafka topic 中读取和写入数据。
• 依赖

<!-- flink kakfa --><dependency><groupId>org.apache.flink</groupId><artifactId>flink-connector-kafka_2.12</artifactId><version>${flink.version}</version></dependency>

Kafka Source

1. 使用方法

Kafka Source 提供了构建类来创建 KafkaSource 的实例。以下代码片段展示了如何构建 KafkaSource 来消费 “input-topic” 最早位点的数据， 使用消费组 “my-group”，并且将 Kafka 消息体反序列化为字符串：

KafkaSource<String> source = KafkaSource.<String>builder().setBootstrapServers(brokers).setTopics("input-topic").setGroupId("my-group").setStartingOffsets(OffsetsInitializer.earliest()).setValueOnlyDeserializer(new SimpleStringSchema()).build();env.fromSource(source, WatermarkStrategy.noWatermarks(), "Kafka Source");

2. Topic / Partition 订阅

以下属性在构建 KafkaSource 时是必须指定的：

• Bootstrap server，通过 setBootstrapServers(String) 方法配置
• 消费者组 ID，通过 setGroupId(String) 配置
• 要订阅的 Topic / Partition，请参阅 Topic / Partition 订阅一节
• 用于解析 Kafka 消息的反序列化器（Deserializer），请参阅消息解析一节
  Kafka Source 提供了 3 种 Topic / Partition 的订阅方式：

1. Topic 列表，订阅 Topic 列表中所有 Partition 的消息：

KafkaSource.builder().setTopics("topic-a", "topic-b");

2. 正则表达式匹配，订阅与正则表达式所匹配的 Topic 下的所有 Partition：

KafkaSource.builder().setTopicPattern("topic.*");

3. Partition 列表，订阅指定的 Partition：

final HashSet<TopicPartition> partitionSet = new HashSet<>(Arrays.asList(new TopicPartition("topic-a", 0),    // Partition 0 of topic "topic-a"new TopicPartition("topic-b", 5)));  // Partition 5 of topic "topic-b"
KafkaSource.builder().setPartitions(partitionSet);

3. 消息解析

代码中需要提供一个反序列化器（Deserializer）来对 Kafka 的消息进行解析。 反序列化器通过 setDeserializer(KafkaRecordDeserializationSchema) 来指定，其中 KafkaRecordDeserializationSchema 定义了如何解析 Kafka 的 ConsumerRecord。

如果只需要 Kafka 消息中的消息体（value）部分的数据，可以使用 KafkaSource 构建类中的 setValueOnlyDeserializer(DeserializationSchema) 方法，其中 DeserializationSchema 定义了如何解析 Kafka 消息体中的二进制数据。

也可使用 Kafka 提供的解析器 来解析 Kafka 消息体。例如使用 StringDeserializer 来将 Kafka 消息体解析成字符串：

import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;KafkaSource.<String>builder().setDeserializer(KafkaRecordDeserializationSchema.valueOnly(StringDeserializer.class));

4. 起始消费位点

Kafka source 能够通过位点初始化器（OffsetsInitializer）来指定从不同的偏移量开始消费 。内置的位点初始化器包括：

KafkaSource.builder()// 从消费组提交的位点开始消费，不指定位点重置策略.setStartingOffsets(OffsetsInitializer.committedOffsets())// 从消费组提交的位点开始消费，如果提交位点不存在，使用最早位点.setStartingOffsets(OffsetsInitializer.committedOffsets(OffsetResetStrategy.EARLIEST))// 从时间戳大于等于指定时间戳（毫秒）的数据开始消费.setStartingOffsets(OffsetsInitializer.timestamp(1657256176000L))// 从最早位点开始消费.setStartingOffsets(OffsetsInitializer.earliest())// 从最末尾位点开始消费.setStartingOffsets(OffsetsInitializer.latest());

如果内置的初始化器不能满足需求，也可以实现自定义的位点初始化器（OffsetsInitializer）,如果未指定位点初始化器，将默认使用 OffsetsInitializer.earliest();

5. 有界 / 无界模式

Kafka Source 支持流式和批式两种运行模式。默认情况下，KafkaSource 设置为以流模式运行，因此作业永远不会停止，直到 Flink 作业失败或被取消。 可以使用 setBounded(OffsetsInitializer) 指定停止偏移量使 Kafka Source 以批处理模式运行。当所有分区都达到其停止偏移量时，Kafka Source 会退出运行。

流模式下运行通过使用 setUnbounded(OffsetsInitializer) 也可以指定停止消费位点，当所有分区达到其指定的停止偏移量时，Kafka Source 会退出运行。

6. 其他属性

除了上述属性之外，您还可以使用 setProperties(Properties) 和 setProperty(String, String) 为 Kafka Source 和 Kafka Consumer 设置任意属性。KafkaSource 有以下配置项：

• client.id.prefix，指定用于 Kafka Consumer 的客户端 ID 前缀
• partition.discovery.interval.ms，定义 Kafka Source 检查新分区的时间间隔。
• register.consumer.metrics 指定是否在 Flink 中注册 Kafka Consumer 的指标
• commit.offsets.on.checkpoint 指定是否在进行 checkpoint 时将消费位点提交至 Kafka broker

请注意，即使指定了以下配置项，构建器也会将其覆盖：

• key.deserializer 始终设置为 ByteArrayDeserializer
• value.deserializer 始终设置为 ByteArrayDeserializer
• auto.offset.reset.strategy 被 OffsetsInitializer#getAutoOffsetResetStrategy() 覆盖
• partition.discovery.interval.ms 会在批模式下被覆盖为 -1

7. 动态分区检查

为了在不重启 Flink 作业的情况下处理 Topic 扩容或新建 Topic 等场景，可以将 Kafka Source 配置为在提供的 Topic / Partition 订阅模式下定期检查新分区。要启用动态分区检查，请将 partition.discovery.interval.ms 设置为非负值：

KafkaSource.builder().setProperty("partition.discovery.interval.ms", "10000"); // 每 10 秒检查一次新分区

分区检查功能默认不开启。需要显式地设置分区检查间隔才能启用此功能。

8. 事件时间和水印

默认情况下，Kafka Source 使用 Kafka 消息中的时间戳作为事件时间。您可以定义自己的水印策略（Watermark Strategy） 以从消息中提取事件时间，并向下游发送水印：

env.fromSource(kafkaSource, new CustomWatermarkStrategy(), "Kafka Source With Custom Watermark Strategy");

9. 空闲

如果并行度高于分区数，Kafka Source 不会自动进入空闲状态。您将需要降低并行度或向水印策略添加空闲超时。如果在这段时间内没有记录在流的分区中流动，则该分区被视为“空闲”并且不会阻止下游操作符中水印的进度。

10. 消费位点提交

Kafka source 在 checkpoint 完成时提交当前的消费位点 ，以保证 Flink 的 checkpoint 状态和 Kafka broker 上的提交位点一致。如果未开启 checkpoint，Kafka source 依赖于 Kafka consumer 内部的位点定时自动提交逻辑，自动提交功能由 enable.auto.commit 和 auto.commit.interval.ms 两个 Kafka consumer 配置项进行配置。

注意：Kafka source 不依赖于 broker 上提交的位点来恢复失败的作业。提交位点只是为了上报 Kafka consumer 和消费组的消费进度，以在 broker 端进行监控。

11. 监控

Kafka source 会在不同的中汇报下列指标。

该指标反映了最后一条数据的瞬时值。之所以提供瞬时值是因为统计延迟直方图会消耗更多资源，瞬时值通常足以很好地反映延迟

指标监控参考

12. 安全

要启用加密和认证相关的安全配置，只需将安全配置作为其他属性配置在 Kafka source 上即可。下面的代码片段展示了如何配置 Kafka source 以使用 PLAIN 作为 SASL 机制并提供 JAAS 配置：

KafkaSource.builder().setProperty("security.protocol", "SASL_PLAINTEXT").setProperty("sasl.mechanism", "PLAIN").setProperty("sasl.jaas.config", "org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username=\"username\" password=\"password\";");

另一个更复杂的例子，使用 SASL_SSL 作为安全协议并使用 SCRAM-SHA-256 作为 SASL 机制：

KafkaSource.builder().setProperty("security.protocol", "SASL_SSL")// SSL 配置// 配置服务端提供的 truststore (CA 证书) 的路径.setProperty("ssl.truststore.location", "/path/to/kafka.client.truststore.jks").setProperty("ssl.truststore.password", "test1234")// 如果要求客户端认证，则需要配置 keystore (私钥) 的路径.setProperty("ssl.keystore.location", "/path/to/kafka.client.keystore.jks").setProperty("ssl.keystore.password", "test1234")// SASL 配置// 将 SASL 机制配置为 as SCRAM-SHA-256.setProperty("sasl.mechanism", "SCRAM-SHA-256")// 配置 JAAS.setProperty("sasl.jaas.config", "org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required username=\"username\" password=\"password\";");

如果在作业 JAR 中 Kafka 客户端依赖的类路径被重置了（relocate class），登录模块（login module）的类路径可能会不同，因此请根据登录模块在 JAR 中实际的类路径来改写以上配置。