Apache Avro是一個數(shù)據(jù)序列化系統(tǒng)。具有如下基本特性：

豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一種緊湊、快速的二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式。一個容器文件，用于存儲持久數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程過程調(diào)用 (RPC)。與動態(tài)語言的簡單集成。 代碼生成不需要讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)文件，也不需要使用或?qū)崿F(xiàn) RPC 協(xié)議。 代碼生成作為一種可選的優(yōu)化，只值得為靜態(tài)類型語言實現(xiàn)。

模式（schema）

Avro 依賴于模式。讀取 Avro 數(shù)據(jù)時，寫入時使用的模式始終存在。 這允許在沒有每個值開銷的情況下寫入每個數(shù)據(jù)，從而使序列化既快速又小。 這也便于使用動態(tài)腳本語言，因為數(shù)據(jù)及其模式是完全自描述的。

當(dāng) Avro 數(shù)據(jù)存儲在文件中時，它的模式也隨之存儲，以便以后任何程序都可以處理文件。 如果讀取數(shù)據(jù)的程序需要不同的模式，這很容易解決，因為兩種模式都存在。

在 RPC 中使用 Avro 時，客戶端和服務(wù)器在連接握手中交換模式。 （這可以優(yōu)化，使得對于大多數(shù)調(diào)用，實際上不傳輸模式。）由于客戶端和服務(wù)器都具有對方的完整模式，因此可以輕松解決相同命名字段之間的對應(yīng)關(guān)系，如缺少字段，額外字段等 .

Avro 模式是用 JSON 定義的。 這有助于在已經(jīng)具有 JSON 庫的語言中實現(xiàn)。

與其他系統(tǒng)的比較

Avro 提供類似于 Thrift、Protocol Buffers 等系統(tǒng)的功能。Avro 在以下基本方面與這些系統(tǒng)不同。

動態(tài)類型：Avro 不需要生成代碼。 數(shù)據(jù)總是伴隨著一個模式，該模式允許在沒有代碼生成、靜態(tài)數(shù)據(jù)類型等的情況下完全處理該數(shù)據(jù)。這有助于構(gòu)建通用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和語言。未標(biāo)記數(shù)據(jù)：由于在讀取數(shù)據(jù)時存在模式，因此需要用數(shù)據(jù)編碼的類型信息要少得多，從而導(dǎo)致更小的序列化大小。沒有手動分配的字段 ID：當(dāng)架構(gòu)更改時，處理數(shù)據(jù)時始終存在舊架構(gòu)和新架構(gòu)，因此可以使用字段名稱象征性地解決差異。

Java客戶端實現(xiàn)

以下代碼基于maven項目實現(xiàn)Java讀寫Avro

首先在maven項目中添加下述依賴：

<dependency>
  <groupId>org.apache.avro</groupId>
  <artifactId>avro</artifactId>
  <version>1.11.0</version>
</dependency>

以及下述插件

<plugin>
  <groupId>org.apache.avro</groupId>
  <artifactId>avro-maven-plugin</artifactId>
  <version>1.11.0</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>1.8</source>
    <target>1.8</target>
  </configuration>
</plugin>

定義一個schema

Avro 模式是使用 JSON 定義的。 模式由基本類型（null、boolean、int、long、float、double、bytes 和 string）和復(fù)雜類型（record、enum、array、map、union 和 fixed）組成。 您可以從規(guī)范中了解有關(guān) Avro 模式和類型的更多信息，但現(xiàn)在讓我們從一個簡單的模式示例 user.avsc 開始：

{
  "namespace": "com.bigdatatoai.avro.generate",
  "type": "record",
  "name": "User",
  "fields": [
    {
      "name": "name",
      "type": "string"
    },
    {
      "name": "favorite_number",
      "type": [
        "int",
        "null"
      ]
    },
    {
      "name": "favorite_color",
      "type": [
        "string",
        "null"
      ]
    }
  ]
}

此模式定義了代表假設(shè)用戶的記錄。 （請注意，模式文件只能包含單個模式定義。）記錄定義至少必須包括其類型（“type”：“record”）、名稱（“name”：“User”）和字段， 在本例中為 name、favorite_number 和 favorite_color。 我們還定義了一個命名空間（“namespace”：“com.bigdatatoai.avro.generate”），它與 name 屬性一起定義了模式的“全名”（在本例中為 com.bigdatatoai.avro.User）。

字段是通過對象數(shù)組定義的，每個對象都定義了一個名稱和類型（其他屬性是可選的，有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱記錄規(guī)范）。 字段的類型屬性是另一個模式對象，它可以是基本類型或復(fù)雜類型。 例如，我們的 User 模式的 name 字段是原始類型字符串，而 favorite_number 和 favorite_color 字段都是聯(lián)合，由 JSON 數(shù)組表示。 unions 是一種復(fù)雜類型，可以是數(shù)組中列出的任何類型； 例如， favorite_number 可以是 int 或 null，本質(zhì)上使它成為一個可選字段。

使用Java代碼生成插件生成的User類進(jìn)行序列化和反序列化

已知我們在maven項目中添加了avro插件，那么我們便可以使用compile命令生成User類。

下述以IDEA為例

現(xiàn)在我們已經(jīng)完成了代碼生成，讓我們創(chuàng)建一些用戶，將它們序列化為磁盤上的數(shù)據(jù)文件，然后讀回文件并反序列化用戶對象。

創(chuàng)建User用戶

        // 新建user三種方式
        // 方式1
        User user1 = new User();
        user1.setName("Alyssa");
        user1.setFavoriteNumber(256);
        // 方式2
        User user2 = new User("Ben", 7, "red");
        // 方式3
        User user3 = User.newBuilder()
                .setName("Charlie")
                .setFavoriteColor("blue")
                .setFavoriteNumber(null)
                .build();

如本例所示，可以通過直接調(diào)用構(gòu)造函數(shù)或使用構(gòu)建器來創(chuàng)建 Avro 對象。 與構(gòu)造函數(shù)不同，生成器將自動設(shè)置模式中指定的任何默認(rèn)值。 此外，構(gòu)建器會按設(shè)置驗證數(shù)據(jù)，而直接構(gòu)造的對象在對象被序列化之前不會導(dǎo)致錯誤。 但是，直接使用構(gòu)造函數(shù)通常會提供更好的性能，因為構(gòu)造函數(shù)會在寫入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之前創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的副本。

請注意，我們沒有設(shè)置 user1 最喜歡的顏色。 由于該記錄的類型為 [“string”, “null”]，我們可以將其設(shè)置為字符串或?qū)⑵浔Ａ魹?null； 它本質(zhì)上是可選的。 同樣，我們將 user3 最喜歡的數(shù)字設(shè)置為 null（使用構(gòu)建器需要設(shè)置所有字段，即使它們?yōu)?null）。

將上述新建的User用戶序列化并保存到磁盤

        // 持久化數(shù)據(jù)到磁盤
        DatumWriter<User> userDatumWriter = new SpecificDatumWriter<User>(User.class);
        DataFileWriter<User> dataFileWriter = new DataFileWriter<User>(userDatumWriter);
        dataFileWriter.create(user1.getSchema(), new File("users.avro"));
        dataFileWriter.append(user1);
        dataFileWriter.append(user2);
        dataFileWriter.append(user3);
        dataFileWriter.close();

從磁盤讀取users.avro并反序列化輸出

        // 從User反序列化數(shù)據(jù)
        DatumReader<User> userDatumReader = new SpecificDatumReader<User>(User.class);
        DataFileReader<User> dataFileReader = new DataFileReader<User>(new File("users.avro"), userDatumReader);
        User user = null;
        while (dataFileReader.hasNext()) {
            user = dataFileReader.next(user);
            System.out.println(user);
        }

在不生成User類的情況下直接進(jìn)行序列化和反序列化操作

Avro 中的數(shù)據(jù)始終與其對應(yīng)的模式一起存儲，這意味著無論我們是否提前知道模式，我們都可以隨時讀取序列化項目。 這允許我們在不生成代碼的情況下執(zhí)行序列化和反序列化。

讓我們回顧與上一節(jié)相同的示例，但不使用代碼生成：我們將創(chuàng)建一些用戶，將它們序列化為磁盤上的數(shù)據(jù)文件，然后讀回文件并反序列化用戶對象。

使用user.avsc文件創(chuàng)建User用戶

        Schema schema = new Schema.Parser().parse(new File("java-example/src/main/avro/com/bigdatatoai/avro/user.avsc"));
        GenericRecord user1 = new GenericData.Record(schema);
        user1.put("name", "Alyssa");
        user1.put("favorite_number", 256);

        GenericRecord user2 = new GenericData.Record(schema);
        user2.put("name", "Ben");
        user2.put("favorite_number", 7);
        user2.put("favorite_color", "red");

由于我們不使用代碼生成，我們使用 GenericRecords 來表示用戶。 GenericRecord 使用模式來驗證我們是否只指定了有效字段。 如果我們嘗試設(shè)置一個不存在的字段（例如，user1.put(“favorite_animal”, “cat”)），我們將在運(yùn)行程序時收到 AvroRuntimeException。

請注意，我們沒有設(shè)置 user1 最喜歡的顏色。 由于該記錄的類型為 [“string”, “null”]，我們可以將其設(shè)置為字符串或?qū)⑵浔Ａ魹?null； 它本質(zhì)上是可選的。

將上述新建的User持久化到磁盤

        File file = new File("users2.avro");
        DatumWriter<GenericRecord> datumWriter = new GenericDatumWriter<GenericRecord>(schema);
        DataFileWriter<GenericRecord> dataFileWriter = new DataFileWriter<GenericRecord>(datumWriter);
        dataFileWriter.create(schema, file);
        dataFileWriter.append(user1);
        dataFileWriter.append(user2);
        dataFileWriter.close();

從磁盤讀取users.avro并反序列化輸出

        DatumReader<GenericRecord> datumReader = new GenericDatumReader<GenericRecord>(schema);
        DataFileReader<GenericRecord> dataFileReader = new DataFileReader<GenericRecord>(file, datumReader);
        GenericRecord user = null;
        while (dataFileReader.hasNext()) {
            user = dataFileReader.next(user);
            System.out.println(user);
        }

總結(jié)

到此這篇關(guān)于基于Java實現(xiàn)Avro文件讀寫功能的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Avro讀寫功能內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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