flink WaterMark之TumblingEventWindow

1、WaterMark，翻译成水印或水位线，水印翻译更抽象，水位线翻译接地气。

watermark是用于处理乱序事件的，通常用watermark机制结合window来实现。

流处理从事件产生，到流经source，再到operator，中间是有一个过程和时间的。虽然大部分情况下，流到operator的数据都是按照事件产生的时间顺序来的，但是也不排除由于网络、背压等原因，导致乱序的产生（out-of-order或者说late element）。

但是对于迟到或者乱序的元素，我们又不能无限期的等下去，必须要有个机制来保证一个特定的时间后，必须触发window进行计算。这个特别的机制，就是watermark。触发时间遵循自然时间以及左闭右开原则。

正常有序流：watermark实际上与event的时间戳重合

乱序流：watermark用于触发窗口计算，也就是水印不到，即使流数据已经落入多个窗口也不会触发，如果水印到了，该窗口的数据即使没到也会触发计算，迟到的数据缺省将被抛弃。

2、TumblingEventWindow 窗口结合WaterMark，用代码验证一下有序和乱序的流。

从socket里接收文本，文本以对子（时间戳 +文本）出现，字段分隔符是空格，行分隔符是“\n”，对收到的文本以10秒滚动窗口给文本计数。
有序情况下：watermark是0，也就是不延时接收数据。
乱序情况下：watermark是3s，延时3秒触发窗口计算。

code：

public class TumblingEventWindowExample {
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
//        env.setParallelism(1);
        env.setStreamTimeCharacteristic(TimeCharacteristic.EventTime);

        DataStream<String> socketStream = env.socketTextStream("192.168.31.10",9000);
        DataStream<Tuple2<String,Long>> resultStream = socketStream
                 //Time.seconds(3)有序的情况修改成0
                .assignTimestampsAndWatermarks(new BoundedOutOfOrdernessTimestampExtractor<String>(Time.seconds(3)) {
                    @Override
                    public long extractTimestamp(String element) {
                        long eventTime = Long.parseLong(element.split(" ")[0]);
                        System.out.println(eventTime);
                        return eventTime;
                    }
                })
                .map(new MapFunction<String, Tuple2<String,Long>>() {
                    @Override
                    public Tuple2<String,Long> map(String value) throws Exception {
                        return Tuple2.of(value.split(" ")[1],1L);
                    }
                }).keyBy(0)
                .window(TumblingEventTimeWindows.of(Time.seconds(10)))
                .reduce(new ReduceFunction<Tuple2<String,Long>>() {
                    @Override
                    public Tuple2<String, Long> reduce(Tuple2<String, Long> value1, Tuple2<String, Long> value2) throws Exception {
                        return new Tuple2<>(value1.f0,value1.f1+value2.f1);
                    }
                });
        resultStream.print();

        env.execute();
    }
}

2.1 有序的情况，watermark为0s

第一个窗口：

10000
11000
12000
13000
14000
19888
13000
20000
1> (b,2)
3> (a,5)

时间戳20000触发第一个窗口计算，实际上19999也会触发，因为左闭右开原则，20000这个时间戳并不会在第一个窗口计算，第一个窗口是[10000-20000)，第二个窗口是[20000-30000),以此类推。

第二个窗口：

10000
11000
12000
13000
14000
19888
13000
20000
1> (b,2)
3> (a,5)
11000
12000
21000
22000
29999
3> (a,3)
1> (b,1)

第一个窗口触发计算后，后续来的11000，12000这两条数据被抛弃，29999直接触发窗口计算，并且本身也属于第二个窗口，所以也参与计算了。

2.2 watermark为3s的情况

10000
11000
12000
20000
21000
22000
23000
3> (a,2)
1> (b,1)

从数据中可以验证，第一个窗口在20000的时候没有触发计算，而是在23000的时候触发计算，计算内容是第一个窗口[10000,20000)，所以20000，21000，22000，23000属于第二个窗口，没有参与计算。

第二个窗口：

10000
11000
12000
20000
21000
22000
23000
3> (a,2)
1> (b,1)
24000
29000
30000
22000
23000
33000
3> (a,6)
1> (b,2)

第二个窗口[20000,30000)，它是在33000触发计算，并且，迟到的数据22000，23000也被计算在内（如果这两个数据在水印33000后到达，则会被抛弃），30000和33000是第三个窗口的数据，没有计算在内。