flink 时间窗口

flink强大的窗口功能,是相较于其他流计算引擎比较有优势的地方。
flink中窗口是如何设计的?
一共有四个要素。
1)window assigner。对于流式的数据,如何来界定一个window,也就是把数据划分给正确的窗口。
2) 窗口触发器,trigger。提供灵活的cut point ,满足不同触发逻辑的需求。
3) 窗口Incepter,evict。提供灵活的cut point,在串口计算前后可以做一些定制化的事情。
4) 窗口处理行数,processer。提供强大的处理接口,可以对窗口中的数据进行运算。

1)首先看window assigner.
通常我们想把数据按照一定区间做一个划分,比如10分钟。每一个数据有一个 event_time和process_time的时间概念。
process_time 位系统处理这个数据的时间,而event——time则是用户可以自己定义的和业务逻辑相关的时间。
比如,处理一个股票trade流, trade 的交易所发生时间可以作为event——time,flink 处理这个流的时间位process——time。
对于使用event_time的流数据,因为网络延迟的原因,通常会存在乱序,比如我定义一个【00:00,00:10】的窗口
那么有些00:09 的数据,可能会在00:11的时候到达,flink 的窗口机制,必须要给与一定的容错性来处理这样的乱序问题。
flink采用一种watermark水位线的机制,watermark作为流数据中的特殊事件存在。对于watermark,通常使用periodical 的机制生成,
这样可以提高效率,下面举个例子说明具体的算法。
容忍的延迟位1分钟
event_time, watermark
00:01 00:01-1=00:00
00:05 00:05-1 =00:04
00:02 00:04(取当前最大)
00:03 00:04(取当前最大)
00:06 00:05-1 =00:05
00:10 00:10-1 =00:09
00:11 00:11-1 =00:10
因为watermark到达 窗口边界,这个时候就要触发窗口计算了。后面来的数据要么被丢弃,
要么就是进入用户自定义的output中。
对于多并行度的流,每个子并行流都需要处理窗口的问题,达到触发提交进行窗口闭合。

2)trigger,一般默认的窗口触发是 watermark 和窗口的 endTime 相等的时候,
flink 提供灵活的自定义方式,用户可以任意使用窗口触发机制来满足自己的需求。
需要对窗口制定一个trigger,如下的CountTriggerDebug,当窗口中的数据达到2条就触发

 DataStream<Tuple2<String, List<Integer>>> reduce = map.keyBy("f0")
                .window(TumblingProcessingTimeWindows.of(Time.seconds(5)))
                .trigger(CountTriggerDebug.of(2))
                .reduce((new ReduceFunction<Tuple2<String, List<Integer>>>() {
                    @Override
                    public Tuple2<String, List<Integer>> reduce(Tuple2<String, List<Integer>> value1, Tuple2<String, List<Integer>> value2) {
                        value1.f1.add(value2.f1.get(0));
                        return value1;
                    }
                }));

    @Override
    public TriggerResult onElement(Object element, long timestamp, W window, Trigger.TriggerContext ctx) throws Exception {
        ReducingState<Long> count = ctx.getPartitionedState(stateDesc);
        count.add(1L);
        if (count.get() >= maxCount) {
            System.out.println("触发器触发窗口函数对该窗口计算,同时清除该窗口的计数状态,--" + count.get());
            count.clear();
//            return TriggerResult.FIRE;
            return TriggerResult.FIRE_AND_PURGE;
        }
        System.out.println("触发器仅对该窗口的计数状态进行加一操作--" + count.get());
        return TriggerResult.CONTINUE;
    }

使用trigger的时候,需要关注状态 是使用 FIRE_AND_PURGE 还是 FIRE。
如果只是FIRE的话,窗口中所有数据会传到下游。如果使用FIRE_PURGE,则下游只会收到增量数据,不至于影响性能。

3)Evictor
Evictor机制提供给在窗口计算前和计算后做一些事情的能力。比如删除一些特定的数据等。
指定一个实现了Evictor接口的类就可以达到这个效果。


        DataStream<Tuple2<String, List<Integer>>> reduce = keyedStream
                .window(TumblingProcessingTimeWindows.of(Time.seconds(5)))
                .evictor(CountEvictor.of(3))
                .reduce((new ReduceFunction<Tuple2<String, List<Integer>>>() {
                    @Override
                    public Tuple2<String, List<Integer>> reduce(Tuple2<String, List<Integer>> value1, Tuple2<String, List<Integer>> value2) {
                        value1.f1.add(value2.f1.get(0));
                        return value1;
                    }
                }));

public interface Evictor<T, W extends Window> extends Serializable {
    void evictBefore(Iterable<TimestampedValue<T>> elements, int size, W window, EvictorContext evictorContext);
    void evictAfter(Iterable<TimestampedValue<T>> elements, int size, W window, EvictorContext evictorContext);

4) Processer
window提供了 reduce,aggregate和 process函数。需要注意的是
reduce和aggreate 是可以增量计算的,也就是不用等待所有的数据都到了窗口之后在计算。
可以预先计算好一部分,比如一些统计功能是可以增量运算的,这样可以很好的提高性能。
而对于一些复杂的功能,是需要全量数据作为先决条件的,这就需要用process 函数。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,324评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,303评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,192评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,555评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,569评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,566评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,927评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,583评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,827评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,590评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,669评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,365评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,941评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,928评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,159评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,880评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,399评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容