流式计算中的Window机制

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第10天

概述

流式计算和批式计算对比

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批式计算的典型应用有数仓架构为T+1架构,即数据计算以天为单位,流式计算以小时为级别。

Watermark

Watermark定义:当前系统认为的事件时间所在的真实时间。

Watermark产生:一般是从数据的事件时间来产生,产生策略可以灵活多样,最常见的包括使用当前事件时间的时间减去一个固定的delay,来表示可以可以容忍多长时间的乱序。

Watermark传递:这个类似于上节课中介绍的Checkpoint的制作过程,传递就类似于Checkpoint的barrier,上下游task之间有数据传输关系的,上游就会将watermark传递给下游;下游收到多个上游传递过来的watermark后,默认会取其中最小值来作为自身的watermark,同时它也会将自己watermark传递给它的下游。经过整个传递过程,最终系统中每一个计算单元就都会实时的知道自身当前的watermark是多少。 (juejin.cn/post/712390…)

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Window

TUMBLE Window (滚动窗口)

这是最常见的窗口类型,就是根据数据的时间(可以是处理时间,也可以是事件时间)划分到它所属的窗口中windowStart = timestamp - timestamp % windowSize,这条数据所属的window就是[windowStart, windowStart + windowSize)

Flink 中的窗口划分是key级别的。

窗口的触发,是时间大于等于window end的时候,触发对应的window的输出(计算有可能提前就增量计算好了),目前的实现是给每个window都注册一个timer,通过处理时间或者事件时间的timer来触发window的输出。

HOP Window (滑动窗口)

在HOP窗口中,每条数据是可能会属于多个窗口的。也是key级别划分窗口,也是靠timer进行窗口触发输出。

SESSION Window (会话窗口)

会话窗口的话,是一个动态merge的过程。一般会设置一个会话的最大的gap,比如10min。

那某个key下面来第一条数据的时候,它的window就是 [event_time, event_time + gap)

当这个key后面来了另一条数据的时候,它会立即产生一个窗口,如果这个窗口跟之前的窗口有overlap的话,则会将两个窗口进行一个merge,变成一个更大的窗口,此时需要将之前定义的timer取消,再注册一个新的timer。

会话窗口要求所有的聚合函数都必须有实现merge。