8-Flink中的窗口


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窗口

窗口類型

  1. flink支持兩種划分窗口的方式(time和count) 如果根據時間划分窗口,那么它就是一個time-window 如果根據數據划分窗口,那么它就是一個count-window

  2. flink支持窗口的兩個重要屬性(size和interval)

  • 如果size=interval,那么就會形成tumbling-window(無重疊數據)
  • 如果size>interval,那么就會形成sliding-window(有重疊數據)
  • 如果size<interval,那么這種窗口將會丟失數據。比如每5秒鍾,統計過去3秒的通過路口汽車的數據,將會漏掉2秒鍾的數據。
  1. 通過組合可以得出四種基本窗口:
  • time-tumbling-window 無重疊數據的時間窗口,設置方式舉例:timeWindow(Time.seconds(5))

  • time-sliding-window 有重疊數據的時間窗口,設置方式舉例:timeWindow(Time.seconds(5), Time.seconds(3))

  • count-tumbling-window無重疊數據的數量窗口,設置方式舉例:countWindow(5)
  • count-sliding-window 有重疊數據的數量窗口,設置方式舉例:countWindow(5,3)
  1. flink支持在stream上的通過key去區分多個窗口

窗口的實現方式

上一張經典圖:

 
image
  • Tumbling Time Window

假如我們需要統計每一分鍾中用戶購買的商品的總數,需要將用戶的行為事件按每一分鍾進行切分,這種切分被成為翻滾時間窗口(Tumbling Time Window)。翻滾窗口能將數據流切分成不重疊的窗口,每一個事件只能屬於一個窗口。

// 用戶id和購買數量 stream val counts: DataStream[(Int, Int)] = ... val tumblingCnts: DataStream[(Int, Int)] = counts // 用userId分組 .keyBy(0) // 1分鍾的翻滾窗口寬度 .timeWindow(Time.minutes(1)) // 計算購買數量 .sum(1) 
  • Sliding Time Window

我們可以每30秒計算一次最近一分鍾用戶購買的商品總數。這種窗口我們稱為滑動時間窗口(Sliding Time Window)。在滑窗中,一個元素可以對應多個窗口。通過使用 DataStream API,我們可以這樣實現:

val slidingCnts: DataStream[(Int, Int)] = buyCnts
  .keyBy(0) 
  .timeWindow(Time.minutes(1), Time.seconds(30))
  .sum(1)
  • Tumbling Count Window

當我們想要每100個用戶購買行為事件統計購買總數,那么每當窗口中填滿100個元素了,就會對窗口進行計算,這種窗口我們稱之為翻滾計數窗口(Tumbling Count Window),上圖所示窗口大小為3個。通過使用 DataStream API,我們可以這樣實現:

// Stream of (userId, buyCnts) val buyCnts: DataStream[(Int, Int)] = ... val tumblingCnts: DataStream[(Int, Int)] = buyCnts // key stream by sensorId .keyBy(0) // tumbling count window of 100 elements size .countWindow(100) // compute the buyCnt sum .sum(1) 
  • Session Window

在這種用戶交互事件流中,我們首先想到的是將事件聚合到會話窗口中(一段用戶持續活躍的周期),由非活躍的間隙分隔開。如上圖所示,就是需要計算每個用戶在活躍期間總共購買的商品數量,如果用戶30秒沒有活動則視為會話斷開(假設raw data stream是單個用戶的購買行為流)。Session Window 的示例代碼如下:

// Stream of (userId, buyCnts) val buyCnts: DataStream[(Int, Int)] = ... val sessionCnts: DataStream[(Int, Int)] = vehicleCnts .keyBy(0) // session window based on a 30 seconds session gap interval .window(ProcessingTimeSessionWindows.withGap(Time.seconds(30))) .sum(1) 

一般而言,window 是在無限的流上定義了一個有限的元素集合。這個集合可以是基於時間的,元素個數的,時間和個數結合的,會話間隙的,或者是自定義的。Flink 的 DataStream API 提供了簡潔的算子來滿足常用的窗口操作,同時提供了通用的窗口機制來允許用戶自己定義窗口分配邏輯。

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