一文解析Apache Avro数据

摘要：本文将演示如果序列化生成avro数据，并使用FlinkSQL进行解析。

本文分享自华为云社区《【技术分享】Apache Avro数据的序列化、反序列&&FlinkSQL解析Avro数据》，作者：南派三叔。

技术背景

随着互联网高速的发展，云计算、大数据、人工智能AI、物联网等前沿技术已然成为当今时代主流的高新技术，诸如电商网站、人脸识别、无人驾驶、智能家居、智慧城市等等，不仅方面方便了人们的衣食住行，背后更是时时刻刻有大量的数据在经过各种各样的系统平台的采集、清晰、分析，而保证数据的低时延、高吞吐、安全性就显得尤为重要，Apache Avro本身通过Schema的方式序列化后进行二进制传输，一方面保证了数据的高速传输，另一方面保证了数据安全性，avro当前在各个行业的应用越来越广泛，如何对avro数据进行处理解析应用就格外重要，本文将演示如果序列化生成avro数据，并使用FlinkSQL进行解析。

本文是avro解析的demo，当前FlinkSQL仅适用于简单的avro数据解析,复杂嵌套avro数据暂时不支持。

场景介绍

本文主要介绍以下三个重点内容：

如何序列化生成Avro数据
如何反序列化解析Avro数据
如何使用FlinkSQL解析Avro数据

前提条件

了解avro是什么，可参考apache avro官网快速入门指南
了解avro应用场景

操作步骤

1、新建avro maven工程项目，配置pom依赖

pom文件内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>com.huawei.bigdata</groupId><artifactId>avrodemo</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><dependencies><dependency><groupId>org.apache.avro</groupId><artifactId>avro</artifactId><version>1.8.1</version></dependency><dependency><groupId>junit</groupId><artifactId>junit</artifactId><version>4.12</version></dependency></dependencies><build><plugins><plugin><groupId>org.apache.avro</groupId><artifactId>avro-maven-plugin</artifactId><version>1.8.1</version><executions><execution><phase>generate-sources</phase><goals><goal>schema</goal></goals><configuration><sourceDirectory>${project.basedir}/src/main/avro/</sourceDirectory><outputDirectory>${project.basedir}/src/main/java/</outputDirectory></configuration></execution></executions></plugin><plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId><artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId><configuration><source>1.6</source><target>1.6</target></configuration></plugin></plugins></build></project>

注意：以上pom文件配置了自动生成类的路径，即${project.basedir}/src/main/avro/和${project.basedir}/src/main/java/，这样配置之后，在执行mvn命令的时候，这个插件就会自动将此目录下的avsc schema生成类文件，并放到后者这个目录下。如果没有生成avro目录，手动创建一下即可。

2、定义schema

使用JSON为Avro定义schema。schema由基本类型（null,boolean, int, long, float, double, bytes 和string）和复杂类型（record, enum, array, map, union, 和fixed）组成。例如，以下定义一个user的schema，在main目录下创建一个avro目录，然后在avro目录下新建文件 user.avsc :

{"namespace": "lancoo.ecbdc.pre","type": "record","name": "User","fields": [{"name": "name", "type": "string"},{"name": "favorite_number",  "type": ["int", "null"]},{"name": "favorite_color", "type": ["string", "null"]}]
}

3、编译schema

点击maven projects项目的compile进行编译，会自动在创建namespace路径和User类代码

4、序列化

创建TestUser类，用于序列化生成数据

User user1 = new User();
user1.setName("Alyssa");
user1.setFavoriteNumber(256);
// Leave favorite col or null// Alternate constructor
User user2 = new User("Ben", 7, "red");// Construct via builder
User user3 = User.newBuilder().setName("Charlie").setFavoriteColor("blue").setFavoriteNumber(null).build();// Serialize user1, user2 and user3 to disk
DatumWriter<User> userDatumWriter = new SpecificDatumWriter<User>(User.class);
DataFileWriter<User> dataFileWriter = new DataFileWriter<User>(userDatumWriter);
dataFileWriter.create(user1.getSchema(), new File("user_generic.avro"));
dataFileWriter.append(user1);
dataFileWriter.append(user2);
dataFileWriter.append(user3);
dataFileWriter.close();

执行序列化程序后，会在项目的同级目录下生成avro数据

user_generic.avro内容如下：

Objavro.schema�{"type":"record","name":"User","namespace":"lancoo.ecbdc.pre","fields":[{"name":"name","type":"string"},{"name":"favorite_number","type":["int","null"]},{"name":"favorite_color","type":["string","null"]}]}

至此avro数据已经生成。

5、反序列化

通过反序列化代码解析avro数据

// Deserialize Users from disk
DatumReader<User> userDatumReader = new SpecificDatumReader<User>(User.class);
DataFileReader<User> dataFileReader = new DataFileReader<User>(new File("user_generic.avro"), userDatumReader);
User user = null;
while (dataFileReader.hasNext()) {// Reuse user object by passing it to next(). This saves us from// allocating and garbage collecting many objects for files with// many items.user = dataFileReader.next(user);System.out.println(user);
}

执行反序列化代码解析user_generic.avro

avro数据解析成功。

6、将user_generic.avro上传至hdfs路径

hdfs dfs -mkdir -p /tmp/lztest/
hdfs dfs -put user_generic.avro /tmp/lztest/

7、配置flinkserver

准备avro jar包

将flink-sql-avro-*.jar、flink-sql-avro-confluent-registry-*.jar放入flinkserver lib，将下面的命令在所有flinkserver节点执行

cp /opt/huawei/Bigdata/FusionInsight_Flink_8.1.2/install/FusionInsight-Flink-1.12.2/flink/opt/flink-sql-avro*.jar /opt/huawei/Bigdata/FusionInsight_Flink_8.1.3/install/FusionInsight-Flink-1.12.2/flink/lib
chmod 500 flink-sql-avro*.jar
chown omm:wheel flink-sql-avro*.jar

同时重启FlinkServer实例，重启完成后查看avro包是否被上传

hdfs dfs -ls /FusionInsight_FlinkServer/8.1.2-312005/lib

8、编写FlinkSQL

CREATE TABLE testHdfs(name String,favorite_number int,favorite_color String
) WITH('connector' = 'filesystem','path' = 'hdfs:///tmp/lztest/user_generic.avro','format' = 'avro'
);CREATE TABLE KafkaTable (name String,favorite_number int,favorite_color String
) WITH ('connector' = 'kafka','topic' = 'testavro','properties.bootstrap.servers' = '96.10.2.1:21005','properties.group.id' = 'testGroup','scan.startup.mode' = 'latest-offset','format' = 'avro'
);
insert intoKafkaTable
select*
fromtestHdfs;

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9、查看对应topic中是否有数据

FlinkSQL解析avro数据成功。

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