开头部分:
手头有业务需要把 MySQL 和 PostgreSQL 的增量数据实时同步到下游,或者做实时数仓的 ODS 层接入,最先想到的方案大概率就是 Debezium,但真要快速把 CDC 能力吃透、能自己操控部署细节,我建议直接从 Apache Flink CDC 入手。
Flink CDC 是 Apache Flink 官方提供的变更数据捕获能力,底层封装了 Debezium,内置了 MySQL CDC、PostgreSQL CDC、Oracle CDC、SQL Server CDC 等连接器,用户只要写 Flink SQL 就能把数据库的增删改记录捕获成流式数据。这篇教程面向的是 Flink standalone 模式,也就是独立集群部署,不依赖 K8s 或 YARN,最直接、最无脑,也最适合先把原理和操作链路跑通。无论你之前有没有接触过 Flink,只要跟着一步步操作,都能把 MySQL CDC 和 PostgreSQL CDC 部署出来,并实现真实的增量同步。
我先说清楚这篇内容能解决什么问题:怎么下载安装 Flink standalone 集群、怎么准备 MySQL 和 PostgreSQL 的 CDC 源端环境、连接器 JAR 包应该扔到哪里、Flink SQL 要怎么写、作业怎么启动、怎么把变更记录接入 Kafka 消息队列,以及最容易被卡住的时区、主键、server-id 冲突这几个典型排障场景。如果你想在本地环境快速验证一套可用的 CDC 链路,或者准备给后端同事出一份落地的同步方案,都可以直接参考。
1. 整体设计与部署模式选型
1.1 CDC 的本质:为什么 Flink 能直接读到数据库变更
在动手部署之前,建议先把 CDC 的工作机制想清楚,不然很多问题出现了你根本不知道从哪查起。CDC 全称是 Change Data Capture,核心思路是让外部系统像消费者一样读取数据库的事务日志。MySQL 的 binlog、PostgreSQL 的 WAL(Write-Ahead Log)都是数据库底层天然记录的变更历史,Flink CDC 做的事就是把日志解析成结构化的变更事件流,然后交给下游算子处理。
具体到 Flink CDC 的架构,它内部集成了 Debezium 引擎,Debezium 连接数据库、读取日志、解析成 MySql Connector Records 格式,Flink CDC 再把它转换成 Flink 的 RowData 数据格式。所以整个链路的瓶颈通常不在这层框架,而在数据库日志的保留策略和网络带宽。
用 Flink SQL 写 CDC 作业有个非常大的好处:你不用关心底层 record 转换,也不需要写 Java 代码,要做的只是建 Source 表、建 Sink 表、写一条 INSERT INTO SELECT 语句,Flink 的 SQL Planner 会自动生成完整的流式计算任务。这非常适合快速开发,也方便非 Java 背景的数据同学直接上手。
1.2 standalone 模式与其它模式的取舍
Flink 集群部署有很多种方式:standalone、YARN、K8s、Native Kubernetes。这里我坚持推荐 standalone,原因是它足够轻。下载二进制包解压之后无非就是改两个配置文件,然后执行 start-cluster.sh,一台机器上就能把 JobManager 和 TaskManager 都跑起来。
standalone 模式适合的场景很清晰:学习阶段、功能验证、小规模数据同步、内网测试环境。它的缺点也很明显:缺少资源隔离,JobManager 单点没有自动 HA,生产环境大规模跑任务时建议还是走 K8s 或 YARN,让 Flink 之外的调度平台去管理资源和故障恢复。但对于这篇教程的目标——把 MySQL CDC 和 PostgreSQL CDC 完整跑通,standalone 是最合适的,它把变量降到最少,方便排查问题。
我见过不少人一上来就拿生产环境的 K8s 配置折腾,结果很多时候连“JAR 包没放进 lib 目录”这种基础问题都要排查半天。建议先 standalone 跑通,再谈容器化,这是我认为最稳的学习路径。
1.3 整体部署拓扑与目标链路
在这篇教程里,我们搭建一条完整的实时同步链路:
- Flink standalone 集群(1 个 JobManager + 1 个 TaskManager)
- 源端 MySQL 8.0 实例,开启 binlog
- 源端 PostgreSQL 13 实例,开启 logical replication
- 依赖连接器:flink-cdc-pipeline-connector-mysql、flink-cdc-pipeline-connector-postgres 或 SQL 连接器 JAR
- 可选下游:Kafka topic 或 Flink 控制台输出
最终我们希望达成的效果:在 MySQL 或 PostgreSQL 里执行 INSERT / UPDATE / DELETE,Flink 作业能实时捕获这些变更,并输出到日志或消息队列。这就是 CDC 链路最核心的能力。
2. 环境准备与版本选型
2.1 Flink 与连接器版本对应关系
版本问题是 CDC 部署的第一道坑。我在实际部署中踩过因为 Flink 1.14 和 CDC 2.x 不兼容导致作业反复重启的坑,所以这里建议直接用较新的稳定搭配:Flink 1.18.x + Flink CDC 3.1.x。这套组合比较稳定,文档也全。
为什么不建议用太老的 Flink 1.13 搭配 CDC 2.2?因为老版本有两个问题:一是 MySQL CDC 2.2 不支持 Flink 1.14+ 的某些新特性,二是 checkpoint 和状态恢复机制的兼容性不够好。如果你因为公司环境原因必须用老版本,建议把官方文档的版本矩阵截图存下来逐项核对。
版本选型可以按下面这张表来对照:
| Flink 版本 | 推荐的 CDC 版本 | 说明 |
|---|---|---|
| 1.14.x | 2.2.x | 老项目常见组合,功能基本可用 |
| 1.15.x | 2.3.x | 需要额外注意 Scala 版本 |
| 1.16.x | 2.3.x / 2.4.x | 比较稳定,社区大量使用 |
| 1.17.x | 3.0.x | DataStream API 有变更 |
| 1.18.x | 3.1.x | 本文推荐组合,配置简单 |
2.2 JDK 环境与 Flink 二进制包准备
Flink 1.18 依赖 JDK 8 或 JDK 11,我测试用的是 JDK 1.8 和 OpenJDK 11 都跑过,都没有问题。JDK 17 虽然新版 Flink 有支持,但建议别冒险,有些连接器和 JDK 17 的模块访问限制会导致 DataStream 作业抛异常。
下载地址就直接去 Apache Flink 官网找 flink-1.18.1-bin-scala2.12.tgz,解压到 /opt/flink 这种路径:
bash复制tar -zxvf flink-1.18.1-bin-scala2.12.tgz -C /opt
mv /opt/flink-1.18.1 /opt/flink
然后确认 JAVA_HOME 已配置:
bash复制echo $JAVA_HOME
/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64
启动 standalone 集群前,先检查一下配置 conf/flink-conf.yaml。单机验证场景下,我习惯把 TaskManager 内存调大一点,避免大表同步的时候 OOM:
yaml复制jobmanager.memory.process.size: 2048m
taskmanager.memory.process.size: 4096m
taskmanager.numberOfTaskSlots: 4
parallelism.default: 1
2.3 连接器 JAR 包获取方式
Flink CDC 与传统 Flink connector 有一个区别:它有两种使用形态。一种是基于 Flink SQL 直接使用,需要把 flink-sql-connector-mysql-cdc-3.1.0.jar 放到 Flink 的 lib 目录;另一种是借助 YAML 配置文件的 Pipeline 模式,需要下载对应 pipeline connector。
这里我强烈建议新手使用 Flink SQL 形态,因为你只需要下载这俩文件:
- flink-sql-connector-mysql-cdc-3.1.0.jar
- flink-sql-connector-postgres-cdc-3.1.0.jar
把这两个 JAR 包扔到 Flink 的 lib 目录之后重启 Flink 集群:
bash复制cp flink-sql-connector-*.jar /opt/flink/lib/
/opt/flink/bin/stop-cluster.sh
/opt/flink/bin/start-cluster.sh
提示:JAR 包版本必须与 CDC 版本完全一致,否则 SQL 客户端会直接报 ClassNotFoundException。另外连接器 JAR 包不要用瘦包,必须用 shaded 包,否则会把缺失的依赖类带出来。
3. MySQL CDC 部署实操
3.1 MySQL 源端配置:binlog 必须开启
MySQL 侧如果没开 binlog,Flink CDC 作业会卡在初始化阶段,报错信息通常是 Could not find first log file name in binary log index file 或 The server is not configured to use binlog。
先看当前 MySQL 的 binlog 状态:
sql复制SHOW VARIABLES LIKE 'log_bin';
SHOW VARIABLES LIKE 'binlog_format';
SHOW VARIABLES LIKE 'binlog_row_image';
如果 log_bin 是 OFF,就需要修改 MySQL 配置文件 /etc/my.cnf:
ini复制[mysqld]
server-id=223344
log_bin=mysql-bin
binlog_format=ROW
binlog_row_image=FULL
expire_logs_days=7
max_binlog_size=128M
配置完成之后重启 MySQL:systemctl restart mysqld 或 service mysql restart。然后验证配置生效:
sql复制SHOW MASTER STATUS;
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| File | Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | Executed_Gtid_Set |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
| mysql-bin.000003 | 157 | | | |
+------------------+----------+--------------+------------------+-------------------+
看到有 binlog 文件名和支持点位置,源端就 OK 了。
有个细节需要特别留意:expire_logs_days 这个参数建议设置成 7 天以上。Flink 作业长时间暂停或者做全量快照恢复时,如果 binlog 已经被 MySQL 清理,作业重启就找不到位点,只能重新做全量同步。我就吃过这个亏,测试环境 binlog 只保留 12 小时,结果周末任务停了 2 天,周一恢复就报 FileNotFound。
3.2 创建 CDC 账号并赋权
CDC 读取 binlog 需要专用账号,不推荐直接用 root。创建账号时注意,要给 SELECT、RELOAD、SHOW DATABASES、REPLICATION SLAVE、REPLICATION CLIENT 权限:
sql复制CREATE USER 'flink_cdc'@'%' IDENTIFIED BY 'flink_cdc_pass';
GRANT SELECT, RELOAD, SHOW DATABASES, REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'flink_cdc'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;
然后单独给业务库加 SELECT 权限,比如我们要同步 demo 库:
sql复制GRANT SELECT ON demo.* TO 'flink_cdc'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;
MySQL 8.0 的账号认证插件默认是 caching_sha2_password,有些客户端连不上,建议确认一下:
sql复制SELECT user, host, plugin FROM mysql.user WHERE user='flink_cdc';
如果是 caching_sha2_password 且出现认证失败,改成 mysql_native_password:
sql复制ALTER USER 'flink_cdc'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'flink_cdc_pass';
这一步在 MySQL 8.0 + 某些老版本连接器组合下非常关键,不做的话连接阶段直接抛 Public Key Retrieval is not allowed。
3.3 编写 Flink SQL 并启动作业
启动 Flink 集群后,进入 SQL 客户端:
bash复制/opt/flink/bin/sql-client.sh embedded
在 SQL 客户端里执行建表语句。MySQL CDC Source 表定义如下:
sql复制CREATE TABLE mysql_users (
id INT,
name STRING,
email STRING,
update_time TIMESTAMP(3),
PRIMARY KEY (id) NOT ENFORCED
) WITH (
'connector' = 'mysql-cdc',
'hostname' = '192.168.1.101',
'port' = '3306',
'username' = 'flink_cdc',
'password' = 'flink_cdc_pass',
'database-name' = 'demo',
'table-name' = 'users',
'server-id' = '5400-5404',
'scan.incremental.snapshot.enabled' = 'true',
'debezium.snapshot.mode' = 'initial',
'debezium.time.precision.mode' = 'adaptive_time'
);
primary key 是必须的,Flink CDC 要靠它做 Changelog 的 upsert 语义,没有主键的表虽然也能读,但无法正确处理重复数据和删除事件,所以这里必须显式声明。
server-id 的范围非常重要。单独一个作业时你可以写一个固定值,但多作业读同一个 MySQL 实例时,如果 server-id 重复,MySQL 会误认为客户端异常断线重连,会导致其中一个任务一直报 Binlog is not configured correctly 或连接被 kill。规范做法是:每个作业分配一段范围,例如 5400-5404。
我们再创建 Kafka Sink 表把变更数据发出去:
sql复制CREATE TABLE kafka_users_sink (
id INT,
name STRING,
email STRING,
PRIMARY KEY (id) NOT ENFORCED
) WITH (
'connector' = 'kafka',
'topic' = 'ods_users',
'properties.bootstrap.servers' = '192.168.1.102:9092',
'properties.group.id' = 'flink-cdc-group',
'format' = 'debezium-json',
'sink.partitioner' = 'default'
);
然后执行数据接入语句:
sql复制INSERT INTO kafka_users_sink
SELECT id, name, email FROM mysql_users;
作业提交后,SQL 客户端界面会显示 SUBMITTED,正常情况会看到作业状态变更为 RUNNING。往 MySQL 里插一条数据,观察 Flink 日志或者 Kafka 消费者,就能看到变更记录。
3.4 MySQL CDC 全量快照与增量衔接原理
有一个重要的机制值得展开讲:Flink MySQL CDC 默认的 initial 模式启动时会先做全量快照,再无缝切换到 binlog 增量读取。这个全量阶段不是用 SELECT 查出全表再读,而是使用一致性快照,参考点取自 binlog 的位点,这样全量和增量之间不会丢数据。
在实现上,新版连接器基于增量快照框架把表分成 chunk 并行读取,并且用 checkpoint 记录进度。如果你的表非常大,比如几亿行,可以通过 scan.incremental.snapshot.chunk.size 调整 chunk 大小,默认是 8096 行,这个值调的太小会导致任务频繁请求数据库,调太大则占用更多内存。经验值是 1 万到 2 万行,具体视单行平均大小而定。
全量跑的时候,注意连接器会对读取的表加一个短暂的锁来获取一致性位点,所以如果业务高峰期要启动同步,最好提前评估会不会影响业务。其实新版连接器对无主键大表的锁策略做了优化,但最稳妥的做法还是业务低峰期启动初始同步。
4. PostgreSQL CDC 部署实操
4.1 主要配置 wal_level 与复制账号
PostgreSQL CDC 走的是逻辑复制能力,基于 WAL 日志解码成逻辑变更流。和 MySQL 类似,也需要改配置。修改 postgresql.conf:
ini复制wal_level = logical
max_replication_slots = 10
max_wal_senders = 10
max_connections = 200
其中 wal_level = logical 是最核心的,它会在 WAL 中额外写入逻辑解码所需的信息。改完需要重启 PostgreSQL:
bash复制systemctl restart postgresql
然后创建复制专用账号:
sql复制CREATE USER flink_cdc WITH PASSWORD 'flink_cdc_pass';
ALTER USER flink_cdc WITH REPLICATION;
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO flink_cdc;
GRANT USAGE ON SCHEMA public TO flink_cdc;
逻辑复制槽需要什么样的权限?如果你想更精细,还可以给 pg_create_subscription 权限,但 Flink CDC 的连接器一般会用现成的 replication slot 工具创建槽位,所以上面这些就够了。
4.2 创建发布(Publication)
PostgreSQL 逻辑复制中,发布(Publication)定义了哪些表可以被订阅。Flink CDC 连接器默认会自动创建发布,名字一般是 flink_cdc_publication,但为了让权限可控,我更建议提前手动创建:
sql复制CREATE PUBLICATION dbz_publication FOR TABLE users;
如果你希望某个 schema 的所有表都能同步:
sql复制CREATE PUBLICATION dbz_publication FOR ALL TABLES IN SCHEMA public;
发布没建好,Flink 作业启动时会报 relation "public.users" does not exist 或者 publication "dbz_publication" does not exist。所以这个步骤最好手动提前做,避免权限不足无法自动创建。
4.3 编写 PostgreSQL CDC 的 Flink SQL
PostgreSQL CDC 的 Source 表写法:
sql复制CREATE TABLE pg_orders (
id INT,
user_id INT,
amount DECIMAL(10, 2),
created_at TIMESTAMP(3),
PRIMARY KEY (id) NOT ENFORCED
) WITH (
'connector' = 'postgres-cdc',
'hostname' = '192.168.1.103',
'port' = '5432',
'username' = 'flink_cdc',
'password' = 'flink_cdc_pass',
'database-name' = 'postgres',
'schema-name' = 'public',
'table-name' = 'orders',
'slot.name' = 'flink_slot_01',
'decoding.plugin.name' = 'decoderbufs',
'debezium.snapshot.mode' = 'initial',
'debezium.plugin.name' = 'decoderbufs'
);
注意 slot.name 是复制槽的名字,Flink 作业会基于它进行 WAL 位点记录。一个复制槽同一时间只能被一个消费端使用,所以如果任务重启后一直提示 replication slot is active,说明旧的连接没有释放。
decoding.plugin.name 一般用 decoderbufs,如果使用 wal2json 或者其他插件则需要对应调整。如果你是第一次测试,我建议直接用默认稳定组合 decoderbufs,因为 wal2json 在处理整数类型时输出格式和 decoderbufs 有差异,有些数据类型映射会有出入。
再建一个控制台打印表或者 Kafka Sink,然后执行接入:
sql复制INSERT INTO kafka_orders_sink
SELECT id, user_id, amount, created_at FROM pg_orders;
4.4 PostgreSQL 类型映射与时间字段处理
PostgreSQL 的类型体系比 MySQL 更丰富,所以做 CDC 时特别容易遇到类型映射问题。比如 numeric 类型映射到 Flink 的 DECIMAL 时,如果精度没有被正确声明,下游写 Kafka 的 Debezium JSON 会带出非常多位数,导致消费者解析困难。
我的建议是在建表 DDL 里显式声明精度:
sql复制amount DECIMAL(10, 2)
而不是直接写 amount DECIMAL。
PostgreSQL 的 timestamp with time zone 类型会被映射成 TIMESTAMP_LTZ,如果你需要保留时区语义,请在 Flink SQL 中也使用 TIMESTAMP(3) WITH LOCAL TIME ZONE。但下游如果不是很依赖时区信息,直接用 TIMESTAMP(3) 也能跑,只是显示的时间会转成 Flink 进程的时区。
生产环境我推荐统一约定:所有时间字段按 UTC 存储,Flink 作业统一使用 Asia/Shanghai 时区做展示转换,避免下游计算出现 8 小时偏差。具体在 Flink 配置里加:
yaml复制env.java.opts: "-Duser.timezone=Asia/Shanghai"
或者在 SQL 客户端初始化脚本执行 SET 'sql-client.execution.result-mode' = 'tableau'; 时配合 TIME ZONE 'Asia/Shanghai' 语义。
5. 常见问题与排查技巧实录
5.1 作业启动阶段的问题
问题一:ClassNotFoundException / NoClassDefFoundError
这个 90% 的原因是连接器 JAR 没有放进 lib 目录,或者放进去了没有重启集群。还有一种可能是你把连接器放到了 Flink 的 plugins 目录,而不是 lib 目录。检查方法:
bash复制ls /opt/flink/lib/ | grep cdc
如果能找到 JAR,至少会输出 flink-sql-connector-mysql-cdc-3.1.0.jar,没有则确认 cp 命令的路径。
问题二:Could not find first log file name in binary log index file
这个报错包含两种情况。第一种是 MySQL 没开 binlog,按 3.1 节方法解决;第二种是连接器拿着 binlog 位点去找文件,结果日志文件被清理了。如果你的 expire_logs_days 设置的太小,调大之后检查 SHOW BINARY LOGS; 确认 binlog 文件确实存在。
问题三:连接超时但 MySQL 本身空闲
如果你使用固定 server-id 而不是区间,且存在多作业并发的情况,MySQL 会强行断开连接。解决办法是把 server-id 配置成 5400-5404 这种区间形式,这样并发 source 实例读取时不会互相冲突。
5.2 运行过程中的问题
问题四:PostgreSQL replication slot 一直 active 导致重启失败
这种情况多数是 Flink 作业没有正常停止,状态后端和复制槽没有释放。可以登录 PostgreSQL 手动查看:
sql复制SELECT * FROM pg_replication_slots;
如果确认 flink_slot_01 已经没有实际消费端,执行:
sql复制SELECT pg_drop_replication_slot('flink_slot_01');
注意正式环境不要随便删 slot,因为那个位点直接关系到下游从哪继续消费。
问题五:数据延迟越来越大
观察 Flink UI 的反压水位,很可能出现两种情况:一是 MySQL 源表没有主键导致全量阶段一直在扫描;二是 Sink 端 Kafka 分区数不足,写入出现热点。如果是前者,给源表加主键或调整 Start from earliest 策略;后者就扩大 Kafka topic 分区数并调整 sink.partitioner。
问题六:时间字段差 8 小时
Flink CDC 会把时间以 UTC 写入 Kafka Debezium JSON。如果你的下游直接展示原始值,就会看到差 8 小时。解决方案是统一 Flink 进程时区,或者在 Sink 表里用 LOCALTIME 转换。个人建议前者,全局层面一次解决。
问题七:缺少主键导致无法更新删除记录
Flink SQL 在 changelog 模式下如果没有主键,默认用 append-only 流,DELETE 事件无法进入下游主键模型。建表时如果源表确实没主键,可以考虑加一个基于多列的主键声明,只要那些列能联合唯一就行。
5.3 常用排查指令速查
| 排查场景 | 关键指令 |
|---|---|
| 检查 Flink 作业状态 | curl http://localhost:8081/api/v1/jobs |
| 查看作业异常日志 | tail -f /opt/flink/log/flink-root-taskexecutor-*.log |
| 检查 MySQL binlog 状态 | SHOW MASTER STATUS; SHOW BINARY LOGS; |
| 检查 PostgreSQL 复制槽 | SELECT slot_name, active FROM pg_replication_slots; |
| 检查 PostgreSQL 发布 | SELECT * FROM pg_publication; |
| 消费 Kafka 验证数据 | kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic ods_users --from-beginning |
5.4 一点避坑心得
我实际跑这些作业踩过最多的坑其实不是框架本身,而是“环境不一致”。比如本机 MySQL 是 5.7,测试环境是 8.0,连接器在解析时间类型和 JSON 类型时行为有细微差异;再比如 PostgreSQL 的纳秒精度在 Debezium 输出里带了很多位小数。
所以建议搭建一套 Docker Compose 的本地环境,把 Flink、MySQL、PostgreSQL、Kafka 四个容器固定版本跑起来。这样不论你怎么折腾,环境始终一致,排查问题效率会高非常多。用 Docker 跑 Flink standalone 其实也简单,映射 8081 和 6123 端口,挂载 lib 目录即可。
另外关于 checkpoint 配置,CDC 作业强烈建议打开 checkpoint。每 10 秒自动做一次 checkpoint,源端位点也会存进去,出问题重启时直接从上次 checkpoint 恢复,不会重复消费大量数据。
yaml复制execution.checkpointing.interval: 10s
state.backend: rocksdb
state.checkpoints.dir: file:///opt/flink/checkpoints
写在最后的小提示
如果你是自己练习,建议第一次跑通后把作业停掉,然后在 MySQL 和 PostgreSQL 里同时执行几条 UPDATE 和 DELETE,再重启 Flink 作业,观察它能不能从 checkpoint 恢复并继续同步。这个过程能帮你真正理解 CDC 作业的状态恢复机制。
我个人在实际操作中的体会是:Flink CDC 的难点从来不在于“跑起来”,而在于把源端数据库的日志配置、账号权限、类型映射、以及异常恢复路径都理解透。这篇提到的每一步,都是我从反复重启作业和凌晨三点翻日志的经历里沉淀出来的,照着操作可以省掉不少弯路。数据库版本和连接器版本如果跟你手头的环境不一样,第一件事永远是查版本兼容矩阵,别硬试。
