Flink window机制

此文已由作者岳猛授权网易云社区发布。

欢迎访问网易云社区，了解更多网易技术产品运营经验。

问题

window是解决流计算中的什么问题？

怎么划分window？有哪几种window？window与时间属性之间的关系？

window里面的数据何时被计算？

window 何时被清除？

第一个问题

window是解决流计算中的什么问题？

熟悉google dataflow模型的同学应该清楚，流计算被抽象成四个问题，what，where，when，how？

那么window解决的是where，也就是将无界数据划分成有界数据。

第二个问题

在说明如何划分window之前，我们先看下流计算中有哪几种时间概念

event time：记录发生的时间，比如你点击某个网站当时产生的时间

ingest time：log 进入系统的时间，比如从系统从kafka读进记录的时间

process time：处理时间，记录被处理时的系统时间。

那么window是如何划分的呢？

答案是：

每一条记录来了以后会根据时间属性值采用不同的window assinger 方法分配给一个或者多个窗口。

那么有几种window assinger方式呢，目前来看是每种时间属性对应三种（flink没有基于注入时间的窗口）

1）固定窗口分配：一条记录只属于一个窗口

2）滑动窗口分配：一条记录属于多个窗口

3）会话窗口：一条记录一个窗口

例子：

固定窗口：窗口大小是5s，key为A的数据分别在0,4999ms，5000s产生了数据，那么形成的window如下，窗口允许等待时间为5s

滑动窗口：窗口大小为5s，滑动间隔为1s，key为A的数据分别在0,4999ms，5000s产生了数据，那么形成的window为

session窗口： 间隔5s中，key为A的数据分别在0,4999ms，5000s产生了数据，那么形成的window为

第三个问题，window的数据何时被计算，也就是四个问题中的第三个问题when？

解决这个问题用的方式是watermark和trigger，watermark用来标记窗口的完整性，trigger用来设计窗口数据触发条件。一般的trigger实现是当watermark处于某种时间条件下或者窗口数据达到一定条件，窗口的数据开始计算。

举个常见的trigger实现方式：当watermark越过window边界，触发窗口计算，对第一个固定窗口的三条数据。

基础条件是：watermark和数据本身一样作为正常的消息在流中流动。

1）windowoperator接到消息以后，首先存到state（本文使用rocksdb），存放的格式为k,v,key的格式是key + window,value是key和window对应的数据

2）注册一个timer，timer的数据结构为【key，window，window边界 - 1】，将timer放到集合中去。

3）当windowoperator收到watermark以后，取出集合中小于watermark的timer，触发其window。触发的过程中将state里面对应key及window的数据取出来，这里要经过序列化的过程，发送给windowfunction计算。

4）数据发送给windowfunction，实现windowfunction的window数据计算逻辑

对于固定窗口，当watermark大于5000的时候，(A,0),(A,4999)会被计算，当watermark大于9999的时候，（A，5000）会被计算

最后一个问题。如果window一直存在，那么势必会造成不必要的内存和磁盘浪费

那么window什么时候被清除呢？

每个window都会注册一个cleantime，cleantime代表这个window的存活时间，cleantime = window maxtime + 窗口允许的最大延迟

当watermark > cleanTime的时候，该窗口会被清除，对应的状态也会被清除。对于固定窗口的例子，形成的cleantimer为

当5000 < watermark < 9999的时候，窗口timewindow(0,5000)会被计算不会被清除

当9999 < watermark < 14999的时候，窗口timewindow(5000,10000)会被计算但是不会被清除，清除timewindow(0,5000)

只有watermark 》 14999的时候，清除timewindow(5000,10000)

最后有几个问题？

假如5000 < watermark < 9999，又有timewindow(0, 5000)的延迟数据过来，那么该怎么处理呢？

免费体验云安全(易盾)内容安全、验证码等服务

更多网易技术、产品、运营经验分享请点击。

相关文章：
【推荐】 FUI- 我离钢铁侠还差几步？
【推荐】 组建验证码的具体工作流程
【推荐】 一些 ssh 小技巧