8-Flink中的窗口

时间:2023-12-15 11:18:20

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窗口

窗口类型

  1. flink支持两种划分窗口的方式(time和count) 如果根据时间划分窗口,那么它就是一个time-window 如果根据数据划分窗口,那么它就是一个count-window

  2. flink支持窗口的两个重要属性(size和interval)

  • 如果size=interval,那么就会形成tumbling-window(无重叠数据)
  • 如果size>interval,那么就会形成sliding-window(有重叠数据)
  • 如果size<interval,那么这种窗口将会丢失数据。比如每5秒钟,统计过去3秒的通过路口汽车的数据,将会漏掉2秒钟的数据。
  1. 通过组合可以得出四种基本窗口:
  • time-tumbling-window 无重叠数据的时间窗口,设置方式举例:timeWindow(Time.seconds(5))

  • time-sliding-window 有重叠数据的时间窗口,设置方式举例:timeWindow(Time.seconds(5), Time.seconds(3))

  • count-tumbling-window无重叠数据的数量窗口,设置方式举例:countWindow(5)
  • count-sliding-window 有重叠数据的数量窗口,设置方式举例:countWindow(5,3)
  1. flink支持在stream上的通过key去区分多个窗口

窗口的实现方式

上一张经典图:

8-Flink中的窗口
image
  • Tumbling Time Window

假如我们需要统计每一分钟中用户购买的商品的总数,需要将用户的行为事件按每一分钟进行切分,这种切分被成为翻滚时间窗口(Tumbling Time Window)。翻滚窗口能将数据流切分成不重叠的窗口,每一个事件只能属于一个窗口。

// 用户id和购买数量 stream
val counts: DataStream[(Int, Int)] = ...
val tumblingCnts: DataStream[(Int, Int)] = counts
// 用userId分组
.keyBy(0)
// 1分钟的翻滚窗口宽度
.timeWindow(Time.minutes(1))
// 计算购买数量
.sum(1)
  • Sliding Time Window

我们可以每30秒计算一次最近一分钟用户购买的商品总数。这种窗口我们称为滑动时间窗口(Sliding Time Window)。在滑窗中,一个元素可以对应多个窗口。通过使用 DataStream API,我们可以这样实现:

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

当我们想要每100个用户购买行为事件统计购买总数,那么每当窗口中填满100个元素了,就会对窗口进行计算,这种窗口我们称之为翻滚计数窗口(Tumbling Count Window),上图所示窗口大小为3个。通过使用 DataStream API,我们可以这样实现:

// 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

在这种用户交互事件流中,我们首先想到的是将事件聚合到会话窗口中(一段用户持续活跃的周期),由非活跃的间隙分隔开。如上图所示,就是需要计算每个用户在活跃期间总共购买的商品数量,如果用户30秒没有活动则视为会话断开(假设raw data stream是单个用户的购买行为流)。Session Window 的示例代码如下:

// 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 是在无限的流上定义了一个有限的元素集合。这个集合可以是基于时间的,元素个数的,时间和个数结合的,会话间隙的,或者是自定义的。Flink 的 DataStream API 提供了简洁的算子来满足常用的窗口操作,同时提供了通用的窗口机制来允许用户自己定义窗口分配逻辑。

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8-Flink中的窗口
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