Flink Window窗口、应用场景、 窗口API与使用流程

Flink Window窗口、应用场景、 窗口API与使用流程 Window是flink处理无限数据量的核心

官网链接：
https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.13/zh/docs/dev/datastream/operators/windows
背景
数据流是一直源源不断产生，业务需要聚合统计使用，比如每10秒统计过去5分钟的点击量、成交额等
Windows 就可以将无限的数据流拆分为有限大小的“桶 buckets”，然后程序可以对其窗口内的数据进行计算
窗口认为是桶，一个窗口段就是一个桶，比如8到9点是一个桶，9到10点是一个桶
分类
time Window 时间窗口，即按照一定的时间规则作为窗口统计
1. time-tumbling-window 时间滚动窗口 (用的多)
2. time-sliding-window 时间滑动窗口 (用的多)
3. session WIndow 会话窗口，即一个会话内的数据进行统计，相对少用
数量窗口：

• count Window 数量窗口，即按照一定的数据量作为窗口统计，相对少用

窗口属性
滚动窗口 Tumbling Windows
窗口具有固定大小
窗口数据不重叠
例子：每10s统计一次最近10s内的订单数量

滑动窗口 Sliding Windows
窗口具有固定大小
窗口数据有重叠
例子：每10s统计一次最近1min内的订单数量

窗口函数总结：

窗口大小size 和 滑动间隔 slide
tumbling-window:滚动窗口: size=slide,如:每隔10s统计最近10s的数据
sliding-window:滑动窗口: size>slide,如:每隔5s统计最近10s的数据
size 什么情况下才可以使用WindowAPI

有keyBy 用 window() api
没keyBy 用 windowAll() api ，并行度低
方括号 ([…]) 中的命令是可选的，允许用多种不同的方式自定义窗口逻辑

Keyed Windows

stream
       .keyBy(...)               <-  keyed versus non-keyed windows
       .window(...)              <-  required: "assigner"
      [.trigger(...)]            <-  optional: "trigger" (else default trigger)
      [.evictor(...)]            <-  optional: "evictor" (else no evictor)
      [.allowedLateness(...)]    <-  optional: "lateness" (else zero)
      [.sideOutputLateData(...)] <-  optional: "output tag" (else no side output for late data)
       .reduce/aggregate/apply()      <-  required: "function"
      [.getSideOutput(...)]      <-  optional: "output tag"

Non-Keyed Windows

stream
       .windowAll(...)           <-  required: "assigner"
      [.trigger(...)]            <-  optional: "trigger" (else default trigger)
      [.evictor(...)]            <-  optional: "evictor" (else no evictor)
      [.allowedLateness(...)]    <-  optional: "lateness" (else zero)
      [.sideOutputLateData(...)] <-  optional: "output tag" (else no side output for late data)
       .reduce/aggregate/apply()      <-  required: "function"
      [.getSideOutput(...)]      <-  optional: "output tag"

注:

• 一个窗口是左闭右开
• countWindow没过期，但timeWindow在1.12过期，统一使用window；

窗口分配器 Window Assigners

定义了如何将元素分配给窗口，负责将每条数据分发到正确的 window窗口上
window() 的参数是一个 WindowAssigner，flink本身提供了Tumbling、Sliding 等Assigner

窗口触发器 trigger

用来控制一个窗口是否需要被触发
每个 窗口分配器WindowAssigner 都有一个默认触发器，也支持自定义触发器

窗口 window function ，对窗口内的数据做啥？

• 定义了要对窗口中收集的数据做的计算 *** 作
• 增量聚合函数 aggregate(agg函数,WindowFunction(){ })
  1.窗口保存临时数据，每进入一个新数据，会与中间数据累加，生成新的中间数据，再保存到窗口中
  2.常见的增量聚合函数有 reduceFunction、aggregateFunction
  3.min、max、sum 都是简单的聚合 *** 作，不需要自定义规则

AggregateFunction
IN是输入类型，ACC是中间聚合状态类型，OUT是输出类型，是聚合统计当前窗口的数据

• 全窗口函数 apply(new processWindowFunction(){ })

1. 窗口先缓存该窗口所有元素，等窗口的全部数据收集起来后再触发条件计算
2. 常见的全窗口聚合函数 windowFunction(未来可能弃用)、processWindowFunction(可以获取到窗口上下文 更多信息)

WindowFunction
IN是输入类型，OUT是输出类型，KEY是分组类型，W是时间窗 

• 如果想处理每个元素更底层的API的时候用

对数据进行解析 ,process对每个元素进行处理，相当于 map+flatMap+filter

process(new KeyedProcessFunction(){processElement、onTimer})