Flink的window机制

Window在流式计算中很重要,因为”流”是一个无终点的持续输入,所以通过window机制来分块,进行聚合等各种处理

Keyed vs Non-Keyed Windows

Non-key window是在整个流上进行分块,没法并行处理

Window Assigners

分为4种窗口类型,分别是:

Tumbling Windows;Sliding Windows;Session Windows;Global Windows

Window Functions

注意区分可以累加计算的Function,和必须把一个window内的所有值都缓存起来最后计算的Fucntion

ReduceFunction;AggregateFunction;FoldFunction

ProcessWindowFunction(需要缓存整个window的数据后再计算)

ProcessWindowFunction with IncrementalAggregation

Using per-window state inProcessWindowFunction

Triggers

什么时候触发window的计算?一般是window结束的时候,涉及到系统时钟时间、watermark等,也可以自定义trigger。

Fire and Purge;Default Triggers of WindowAssigners;Built-inand Custom Triggers

Evictors

用来在window的trigger触发后,排除一些值

Allowed Lateness

一般违反watermark规则的超时数据被丢弃,如果实际场景特殊,也可以设置不丢弃超时情况。不丢弃就意味着对之前的结果做更改,需要缓存之前的结果,所以有一些性能开销。下面是些注意事项,具体细节可以参考官方文档

Gettinglate data as a side output

Lateelements considerations

Workingwith window results

Interactionof watermarks and windows

Consecutivewindowed operations

Useful state size considerations

接下来通过一个实际例子来说明window的使用方法:

滴滴司机每小时的最高收入

我们乘坐滴滴打车的时候,每次付款都会向滴滴公司发送一个消息,里面包括行程情况和所付的费用,如果滴滴想了解每小时司机的收入,最高收入是多少,可以通过下面的代码实现:


// configure thedata source
DataStream<DidiFare> fares = xxxx;

// compute tipsper hour for each driver
DataStream<Tuple3<Long, Long, Float>> hourlyTips = fares
.keyBy((DidiFare fare) ->fare.driverId).timeWindow(Time.hours(1))
.aggregate(new HourlyTipsSolution.AddTips(), newHourlyTipsSolution.WrapWithWindowInfo());

// find thehighest total tips in each hour
DataStream<Tuple3<Long, Long, Float>> hourlyMax = hourlyTips
    .timeWindowAll(Time.hours(1)).maxBy(2);

// print theresult on stdout
printOrTest(hourlyMax);

上面的代码首先计算每个司机,每隔一小时的收入之和;然后基于上一步的数据(上一步的数据形成一个新的流),每隔一小时计算出收入最大的那个。

    public static class AddTips implements AggregateFunction<
        DidiFare, // input type
        Float,    // accumulator type
        Float     // output type
        >

    {
        @Override
        public Float createAccumulator() {
            return 0F;
        }
        @Override
        public Float add(DidiFare fare, Float aFloat) {
            return fare.tip + aFloat;
        }
        @Override
        public Float getResult(Float aFloat) {
            return aFloat;
        }
        @Override
        public Float merge(Float aFloat, Float accumulator) {
            return aFloat + accumulator;
        }
    }

上面是个自定义的aggregate函数,在window中不必缓存数据,任一时刻只有一个值。

    public static class WrapWithWindowInfo extends ProcessWindowFunction<
        Float, Tuple3<Long, Long, Float>, Long, TimeWindow> {
        @Override
        public void process(Long key, Context context, Iterable<Float> elements,
            Collector<Tuple3<Long, Long, Float>> out) throws Exception {
            Float sumOfTips = elements.iterator().next();//after aggregation, there is only one value
            out.collect(new Tuple3<>(context.window().getEnd(), key, sumOfTips));
        }
    }

上面的代码是把window结果,结合window的时间熟悉,拼成一个新的流的元素。
欢迎阅读,有问题可以通过邮件kaiyuan0989爱特163.com一起探讨。

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