这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第3天
0x00 数据流和动态表
0.1 流式数据
0.2 传统SQL和流处理
0.3 数据流和动态表转换
动态表：与表示批处理数据的静态表不同，动态表是随时间变化的。但可以像查询静态批处理表一样查询它们。
数据库表是INSERT、UPDATE和DELETE DML语句的stream的结果，通常称为changelog stream。
0.4 连续查询
查询从不终止；查询结果会不断更新，产生一个新的动态表。
在任何时候，连续查询的结果在语义上,与以批处理模式在输入表快照上执行的相同查询的结果相同。
- 查询更新先前输出的结果，即定义结果表的changelog流包含INSERT和UPDATE操作;
0.5 追加数据
- 查询只附加到结果表，结果表的changelog流只包含INSERT操作。
0.6 Retract消息
0.7 状态
存储每个用户的URL计数，以便能够增加该计数并在输入表接收新行时发送新结果。
0.8 不同数据处理保证语意
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At-most-once: 出现故障的时候，什么也不做。数据处理不保证任何语义，处理时延低；
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At-least-once: 保证每条数据均至少被处理一次，一条数据可能存在重复消费；
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Exactly-once: 最严格的处理语义，从输出结果来看，每条数据均被消费且仅消费一次，仿佛故障从末发生。
0x01 Exactly-Once 和 Checkpoint
1.1 状态快照与恢复
将算子source为5时的状态进行快照;
当算子source为7时，算子奇数累加器出错，将其恢复快照至算子source为5时;
1.2 制作快照的时间点
- 状态恢复的时间点：
需要等待所有处理逻辑消费完成source保留状态及之前的数据。
- 简单的快照制作算法：
1. 暂停处理输入的数据；
2. 等待后续所有处理算子消费当前已经输入的数据；
3. 待2处理完后，作业所有算子复制自已的状态并保存到远端可靠存储：
4. 恢复对输入数据的处理
1.3 Chandy-Lamport算法
1.3.1 制作开始
每一个source算子都接收到JM发送的Checkpoint Barrier标识状态快照制作的开始
1.3.2 source算子处理
各个source保存自已状态后，向所有连接的下游继续发送Checkpoint Barrier,同时告知JM自己状态已经制作完成
1.3.3 Barrier Alignment
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算子会等待所有上游的barier到达后才开始快照的制作；
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已经制作完成的上游算子会继续处理数据，并不会被下游算子制作快照的过程阻塞。
1.3.4 快照制作和处理数据的解耦
1.3.5 checkpoint的结束
0x02 端到端Exactly-Once语义
Checkpoint能保证每条数据对各个有状态的算子更新一次，sink输出算子仍然可能下发重复的数据；
严格意义的端器到端的Exactly-once语义需要特殊的sink算子实现。
2.1 两阶段提交协议
在多个节点参与执行的分布式系统中，为了协调每个节点都能同时执行或者回滚某个事务性的操作，引入了一个中心节点来统一处理所有节点的执行逻辑，这个中心节点叫做协作者(coordinator),被中心节点调度的其他业务节点叫做参与者(participant)。
2.1.1 预提交阶段
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协作者向所有参与者发送一个commit消息；
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每个参与的协作者收到消息后，执行事务，但是不真正提交；
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若事务成功执行完成，发送一个成功的消息(vote yes)：执行失败，则发送一个失败的消息(vote no)
2.1.2 提交阶段
- 若协作者成功接收到所有的参与者vote yes的消息：
1. 协作者向所有参与者发送一个commit消息；
2. 每个收到commit消息的参与者释放执行事务所需的资源，并结束这次事务的执行；
3. 完成步骤2后，参与者发送一个ack消息给协作者；
4. 协作者收到所有参与者的ack消息后，标识该事务执行完成
- 若协作者有收到参与者vote no的消息（或者发生等待超时）：
1. 协作者向所有参与者发送一个rollback消息；
2. 每个收到rollback消息的参与者回滚事务的执行操作，井释放事务所占资源；
3. 完成步骤2后，参与者发送一个ack消息给协作者；
4. 协作者收到听有参与者的ack消息后，标识该事务成功完成回滚。
2.2 Flink中2PC Sink
协作者：Job Manager
参与者：Data Source、Window、Data Sink
2.3 总结
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事务开启：在sink task向下游写数据之前，均会开启一个事务，后续所有写数据的操作均在这个事务中执行，事务未提交前，事务写入的数据下游不可读；
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预提交阶段：JobManager开始下发Checkpoint Barrier，当各个处理逻辑接收到barrier后停止处理后续数据，对当前状态制作快照，比时sink也不在当前事务下继续处理数据（处理后续的数据需要新打开下一个事务）。状态制作成功则向JM发送成功的消息，失败则发送失败的消息；
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提交阶段：若JM收到所有预提交成功的消息，则向所有处理逻辑（包括sink)发送可以提交此次事务的消息，sink接收到此消息后，则完成此次事务的提交，此时下游可以读到这次事务写入的数据；若JM有收到预提交失败的消息，则通知所有处理逻辑回滚这次事务的操作，此时sink则丢弃这次事务提交的数据。
