数据库pipeline用法(pipeline是什么意思)

目标

通过提供初始输入并传递处理后的输出以供下一阶段使用，从而允许在一系列阶段中进行数据处理。

解释

Pipeline模式为管道模式，也称为流水线模式。通过预先设定好的一系列的阶段来处理输入的数据，每个阶段的输出即是下一个阶段的输入。

模型图如下：

pipeline模式

从图中可以看出，整个流水线内数据流转是从上游到下游，上游的输出是下游的输入，按阶段依次执行。

Source: 表示数据来源，比如：KafkaSource。

Channel：表示对数据进行处理的组件，比如：JsonChannel，对数据进行json转换和处理。

Sink：表示数据落地或下沉的地方，比如：KafkaSink，表示数据发送到指定的kafka；DbSInk表示数据落地到DB。

可以看出，Pipeline是由Source（必须有），Channel（不一定需要），Sink（必须有）三种类型的组件自由组合而成的。

代码示例

/**
* 生命周期
*/
public interface LifeCycle {
/**
* 初始化
* @param config
*/
void init(String config);
/**
* 启动
*/
void startup();
/**
* 结束
*/
void shutdown();
}


/**
* 组件
*/
public interface Component<T> extends LifeCycle {
/**
* 组件名称
* @return
*/
String getName();
/**
* 获取下游组件
* @return
*/
Collection<Component> getDownStrems();
/**
* 执行
*/
void execute(T o);
}

/**
* 组件抽象实现
* @param <T> 输入
* @param <R> 输出
*/
public abstract class AbstractComponent<T, R> implements Component<T>{
@Override
public void execute(T o) {
// 当前组件执行
R r = doExecute(o);
System.out.println(getName() + \" receive \" + o + \" return \" + r);
// 获取下游组件，并执行
Collection<Component> downStreams = getDownStrems();
if (!CollectionUtils.isEmpty(downStreams)) {
downStreams.forEach(c -> c.execute(r));
}
}
/**
* 具体组件执行处理
* @param o 传入的数据
* @return
*/
protected abstract R doExecute(T o);
@Override
public void startup() {
// 下游 -> 上游 依次启动
Collection<Component> downStreams = getDownStrems();
if (!CollectionUtils.isEmpty(downStreams)) {
downStreams.forEach(Component::startup);
}
// do startup
System.out.println(\"--------- \" + getName() + \" is start --------- \");
}
@Override
public void shutdown() {
// 上游 -> 下游 依次关闭
// do shutdown
System.out.println(\"--------- \" + getName() + \" is shutdown --------- \");
Collection<Component> downStreams = getDownStrems();
if (!CollectionUtils.isEmpty(downStreams)) {
downStreams.forEach(Component::shutdown);
}
}
}

/**
* 数据来源
*/
public abstract class Source<T, R> extends AbstractComponent<T, R>{
}

/**
* 数据处理
*/
public abstract class Channel<T, R> extends AbstractComponent<T, R> {
}

/**
* 数据落地/下沉
*/
public abstract class Sink<T, R> extends AbstractComponent<T, R> {
}

上面我们封装了基本的组件实现，下面扩展一下具体的实现，用一个简单的例子说明：

IntegerSource -> IncrChannel -> StringChannel -> ConsoleSink

从上面组件名称和方向可以判断出来我们要做的流水线是什么，大概过程如：

输入一个数字 -> 数字+1 -> 转为字符串 -> 控制台输出

那么我们开始来实现这个过程吧。

/**
* 来源
*/
public class IntegerSource extends Source<Integer, Integer> {
private int val = 0;
@Override
protected Integer doExecute(Integer o) {
return o;
}
@Override
public void init(String config) {
System.out.println(\"--------- \" + getName() + \" init --------- \");
val = 1;
}
@Override
public void startup() {
super.startup();
execute(val);
}
@Override
public String getName() {
return \"Integer-Source\";
}
@Override
public Collection<Component> getDownStrems() {
return Collections.singletonList(new IncrChannel());
}
}

/**
* 处理：数字+1
*/
public class IncrChannel extends Channel<Integer, Integer> {
@Override
protected Integer doExecute(Integer o) {
return o + 1;
}
@Override
public String getName() {
return \"Incr-Channel\";
}
@Override
public Collection<Component> getDownStrems() {
return Collections.singletonList(new StringChannel());
}
@Override
public void init(String config) {
}
}

/**
* 处理：转为字符串
*/
public class StringChannel extends Channel<Integer, String> {
@Override
protected String doExecute(Integer o) {
return \"str\" + o;
}
@Override
public String getName() {
return \"String-Channel\";
}
@Override
public Collection<Component> getDownStrems() {
return Collections.singletonList(new ConsoleSink());
}
@Override
public void init(String config) {
}
}


/**
* 控制台
*/
public class ConsoleSink extends Sink<String, Void> {
@Override
protected Void doExecute(String o) {
return null;
}
@Override
public String getName() {
return \"Console-Sink\";
}
@Override
public Collection<Component> getDownStrems() {
return null;
}
@Override
public void init(String config) {
}
}


好了，扩展实现已完成，整个流水线基本已设置好，我们来测试一下吧

/**
* 流水线
*/
public class Pipeline implements LifeCycle{
/**
* 数据源
*/
private Source source;
public Pipeline(Source source) {
this.source = source;
}
@Override
public void init(String config) {
// 初始化
System.out.println(\"--------- Pipeline init --------- \");
source.init(null);
}
@Override
public void startup() {
// 启动
System.out.println(\"--------- Pipeline startup --------- \");
source.startup();
}
@Override
public void shutdown() {
// 结束
source.shutdown();
System.out.println(\"--------- Pipeline shutdown --------- \");
}
}

Pipeline pipeline = new Pipeline(new IntegerSource());
pipeline.init(null);
pipeline.startup();
pipeline.shutdown();

执行后结果如下：

——— Pipeline init ———

——— Integer-Source init ———

——— Pipeline startup ———

——— Console-Sink is start ———

——— String-Channel is start ———

——— Incr-Channel is start ———

——— Integer-Source is start ———

Integer-Source receive 1 return 1

Incr-Channel receive 1 return 2

String-Channel receive 2 return str2

Console-Sink receive str2 return null

——— Integer-Source is shutdown ———

——— Incr-Channel is shutdown ———

——— String-Channel is shutdown ———

——— Console-Sink is shutdown ———

——— Pipeline shutdown ———

总结

本文我们介绍了常见的设计模式之Pipeline模式，并通过简单的代码示例说明了这种模式的实现及目标。