Apache Flink 应用场景。

Apache Flink 功能强大，支持开发和运行多种不同种类的应用程序。它的主要特性包括：批流一体化、精密的状态管理、事件时间支持以及精确一次的状态一致性保障等。Flink 不仅可以运行在包括 YARN、 Mesos、Kubernetes 在内的多种资源管理框架上，还支持在裸机集群上独立部署。在启用高可用选项的情况下，它不存在单点失效问题。事实证明，Flink 已经可以扩展到数千核心，其状态可以达到 TB 级别，且仍能保持高吞吐、低延迟的特性。世界各地有很多要求严苛的流处理应用都运行在 Flink 之上。

在数据剧增的今天，大数据技术也越来越被大家重视，而作为实时流计算的代表性框架之一，Flink在近几年的发展趋势无疑也是惊人的，一方面是Flink社区的活跃度，另一方面是Flink在大数据计算上的优异表现，都让我们知道，Flink落地应用的潜力所在。今天我们就主要来了解下Flink应用场景分析。
Flink的提出，本身就是针对于实时流计算的，因为之前的无论是Hadoop框架还是Spark框架，都不能算是真正意义上的实时流计算处理引擎，只有Flink，实现了毫秒级低延迟的实时流数据计算。

Flink落地应用场景主要有三类：Event-driven Applications（事件驱动）、Data Analytics Applications（数据分析）、Data Pipeline Applications（管道式ETL）。
以事件驱动来说，其执行流程：
采集的数据Events可以不断的放入消息队列，Flink应用会不断ingest（消费）消息队列中的数据，Flink应用内部维护着一段时间的数据（state），隔一段时间会将数据持久化存储（Persistent sstorage），防止Flink应用死掉。Flink应用每接受一条数据，就会处理一条数据，处理之后就会触发（trigger）一个动作（Action），同时也可以将处理结果写入外部消息队列中，其他Flink应用再消费。
典型的事件驱动类应用，包括欺诈检测(Fraud detection)、异常检测(Anomaly detection)、基于规则的告警(Rule-based alerting)、业务流程监控(Business process monitoring)、Web应用程序(社交网络)等。
而数据分析应用，包含Batch analytics（批处理分析）和Streaming analytics（流处理分析）。
批处理分析，可以理解为周期性查询：比如Flink应用凌晨从Recorded Events中读取昨天的数据，然后做周期查询运算，最后将数据写入Database或者HDFS，或者直接将数据生成报表供公司上层领导决策使用。
流处理分析，可以理解为连续性查询：比如实时展示双十一天猫销售GMV，用户下单数据需要实时写入消息队列，Flink应用源源不断读取数据做实时计算，然后不断的将数据更新至Database或者K-VStore，最后做大屏实时展示。
而数据管道ETL，包含Periodic（周期性）ETL和Data Pipeline（管道）。
周期性的任务处理，比如每天凌晨周期性的启动一个Flink ETL Job，读取传统数据库中的数据，然后做ETL，最后写入数据库和文件系统。
数据管道任务，比如启动一个Flink实时应用，数据源（比如数据库、Kafka）中的数据不断的通过Flink Data Pipeline流入或者追加到数据仓库（数据库或者文件系统），或者Kafka消息队列。
总体来说，Flink落地应用的场景还是比较广泛的，在国内阿里系的平台对于Flink的应用很多，各种广告推荐系统、业务监控系统的背后，都涉及到到Flink落地应用，大家如果感兴趣的可以多去研究研究。

接下来我们将介绍 Flink 常见的几类应用并给出相关实例链接。

• 事件驱动型应用
• 数据分析应用
• 数据管道应用

事件驱动型应用

什么是事件驱动型应用？

事件驱动型应用是一类具有状态的应用，它从一个或多个事件流提取数据，并根据到来的事件触发计算、状态更新或其他外部动作。

事件驱动型应用是在计算存储分离的传统应用基础上进化而来。在传统架构中，应用需要读写远程事务型数据库。

相反，事件驱动型应用是基于状态化流处理来完成。在该设计中，数据和计算不会分离，应用只需访问本地（内存或磁盘）即可获取数据。系统容错性的实现依赖于定期向远程持久化存储写入 checkpoint。下图描述了传统应用和事件驱动型应用架构的区别。

事件驱动型应用的优势？

事件驱动型应用无须查询远程数据库，本地数据访问使得它具有更高的吞吐和更低的延迟。而由于定期向远程持久化存储的 checkpoint 工作可以异步、增量式完成，因此对于正常事件处理的影响甚微。事件驱动型应用的优势不仅限于本地数据访问。传统分层架构下，通常多个应用会共享同一个数据库，因而任何对数据库自身的更改（例如：由应用更新或服务扩容导致数据布局发生改变）都需要谨慎协调。反观事件驱动型应用，由于只需考虑自身数据，因此在更改数据表示或服务扩容时所需的协调工作将大大减少。

Flink 如何支持事件驱动型应用？

事件驱动型应用会受制于底层流处理系统对时间和状态的把控能力，Flink 诸多优秀特质都是围绕这些方面来设计的。它提供了一系列丰富的状态操作原语，允许以精确一次的一致性语义合并海量规模（TB 级别）的状态数据。此外，Flink 还支持事件时间和自由度极高的定制化窗口逻辑，而且它内置的 ProcessFunction 支持细粒度时间控制，方便实现一些高级业务逻辑。同时，Flink 还拥有一个复杂事件处理（CEP）类库，可以用来检测数据流中的模式。

Flink 中针对事件驱动应用的明星特性当属 savepoint。Savepoint 是一个一致性的状态映像，它可以用来初始化任意状态兼容的应用。在完成一次 savepoint 后，即可放心对应用升级或扩容，还可以启动多个版本的应用来完成 A/B 测试。

典型的事件驱动型应用实例

• 反欺诈
• 异常检测
• 基于规则的报警
• 业务流程监控
• （社交网络）Web 应用

数据分析应用

什么是数据分析应用？

数据分析任务需要从原始数据中提取有价值的信息和指标。传统的分析方式通常是利用批查询，或将事件记录下来并基于此有限数据集构建应用来完成。为了得到最新数据的分析结果，必须先将它们加入分析数据集并重新执行查询或运行应用，随后将结果写入存储系统或生成报告。

借助一些先进的流处理引擎，还可以实时地进行数据分析。和传统模式下读取有限数据集不同，流式查询或应用会接入实时事件流，并随着事件消费持续产生和更新结果。这些结果数据可能会写入外部数据库系统或以内部状态的形式维护。仪表展示应用可以相应地从外部数据库读取数据或直接查询应用的内部状态。

如下图所示，Apache Flink 同时支持流式及批量分析应用。

流式分析应用的优势？

和批量分析相比，由于流式分析省掉了周期性的数据导入和查询过程，因此从事件中获取指标的延迟更低。不仅如此，批量查询必须处理那些由定期导入和输入有界性导致的人工数据边界，而流式查询则无须考虑该问题。

另一方面，流式分析会简化应用抽象。批量查询的流水线通常由多个独立部件组成，需要周期性地调度提取数据和执行查询。如此复杂的流水线操作起来并不容易，一旦某个组件出错将会影响流水线的后续步骤。而流式分析应用整体运行在 Flink 之类的高端流处理系统之上，涵盖了从数据接入到连续结果计算的所有步骤，因此可以依赖底层引擎提供的故障恢复机制。

Flink 如何支持数据分析类应用？

Flink 为持续流式分析和批量分析都提供了良好的支持。具体而言，它内置了一个符合 ANSI 标准的 SQL 接口，将批、流查询的语义统一起来。无论是在记录事件的静态数据集上还是实时事件流上，相同 SQL 查询都会得到一致的结果。同时 Flink 还支持丰富的用户自定义函数，允许在 SQL 中执行定制化代码。如果还需进一步定制逻辑，可以利用 Flink DataStream API 和 DataSet API 进行更低层次的控制。此外，Flink 的 Gelly 库为基于批量数据集的大规模高性能图分析提供了算法和构建模块支持。

典型的数据分析应用实例

• 电信网络质量监控
• 移动应用中的产品更新及实验评估分析
• 消费者技术中的实时数据即席分析
• 大规模图分析

数据管道应用

什么是数据管道？