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Apache Beam的分窗与触发器

NickZhou / 1596人阅读

摘要:需要注意的是和方法生成的触发器是连续的而不是一次性的。其他的还有一次性触发器将一次性触发器变为连续型触发器,触发后再次等待触发。例如与一起用可以实现每个数据到达后的分钟进行处理,经常用于全局窗口,可以用触发器来设置停止条件。

本文参考Apache Beam官方编程手册
可以结合官方的Mobile Game 代码阅读本文。

在默认情况下,Apache Beam是不分窗的,也就是采用GlobalWindow,而如果同时也不设置自定义的触发器,那么Beam会在所有数据都收集到之后才开始对数据进行处理。这通常只能适用于有限数据且对实时性要求不高的情况。当输入为无限流数据,我们可以
1)设置合适的窗口大小(根据时间戳),在窗口末端进行数据处理;
2)设置触发器,当条件满足时触发,进行数据处理;
3)同时设置窗口和触发器。
时间戳说明:Beam的数据都是保存在PCollection中。当读入数据时,PCollection为每个元素都自动生成一个内置的时间戳,对于无限输入,数据的时间戳不同。而对于有限输入,由于是同时读入,所有的元素的时间戳都是一样的,这时候分窗是没有意义的(都在一个窗口)。而我们可以手动为每个元素设置时间戳,通常采用数据中已有的时间属性(比如日志中一般都会带有事件时间)。可以在DoFn中为数据带上时间戳,如:

@ProcessElement
public void processElement(ProcessContext c) {
  c.outputWithTimestamp(c.element(), new Instant(XXX));
}

窗口类型:

1)全局窗口
就是默认不分窗的情况。
apply(Windows.into(new GlobalWindows()));
2)固定时间大小窗口
最常见的分窗方式,按照时间戳把数据处理窗口分为固定长度。
apply(Windows.into(FixedWindows.of(Duration.standardMinutes(XX))))

3)滑动窗口
需要设置2个参数,窗口大小和窗口产生周期。窗口之间有重叠,通常用于计算平均数的情况(暂没用过)

4)会话窗口
一般用于相同key数据聚合,同一个key的数据之间时间间隔较大的会被分到不同的窗口。

**

水位线和超时数据:

**
当使用用户自定义的时间戳时,先处理的数据并不总是时间戳较小的,有可能出现时间戳小的数据在后面才产生的情况。Beam通常会给窗口设定一个处理期限时间(图中纵轴),当超过这个时间的数据被视为超时数据,而这些期限时间的连线即水位线。

系统会根据实际情况进行预测生成水位线,在默认情况下不对超时数据进行处理,而我们可以通过设置触发器对超时数据进行额外处理。

触发器种类

1)时间时间触发器
根据时间戳进行触发。

.triggering(AfterWatermark.pastEndOfWindow()//水位线到达时触发一次

    .withEarlyFirings(AfterProcessingTime.pastFirstElementInPane()
        .plusDelayOf(FIVE_MINUTES))//水位线之前,每次触发后第一个数据来到之后的5分钟时再触发

    .withLateFirings(AfterProcessingTime.pastFirstElementInPane()
    .plusDelayOf(TEN_MINUTES)))//水位线之后,每次触发后第一个数据来到之后的10分钟时再触发

以上分别对水位线上中下的3种数据进行不同的处理。需要注意的是withEarlyFirings和withLateFirings方法生成的触发器是连续的而不是一次性的。
2)处理时间触发器

AfterProcessingTime.pastFirstElementInPane().plusDelayOf(FIVE_MINUTES)

如方法的字面意思,仅在第一个数据到达后的5分钟时触发一次。
3)数据驱动型触发器

AfterPane.elementCountAtleast(XX)

当处理到XX个时触发一次。需要注意的是当数据个数小于XX时永远不会触发数据处理。
4)混合触发器
将多个触发器混合起来,比如1)中的代码就是3个触发器混合。其他的还有
①Repeatedly.forever(一次性触发器)
将一次性触发器变为连续型触发器,触发后再次等待触发。例如与AfterProcessingTime.pastFirstElementInPane().plusDelayOf(FIVE_MINUTES)一起用可以实现每个数据到达后的5分钟进行处理,经常用于全局窗口,可以用orFinally(触发器)来设置停止条件。
②AfterEach.inOrder(触发器1,触发器2...)
当触发器1满足后等待触发器2...知道所有触发器满足后开始数据处理。
③AfterFirst(触发器1,触发器2..)和AfterAll(触发器1,触发器2..)
这2个分别为或,与的逻辑。
④orFinally
见①

处理方式(官方文档解释的很清楚了)

Accumulating Mode:

If our trigger is set to .accumulatingFiredPanes, the trigger emits the following values each time it fires. Keep in mind that the trigger fires every time three elements arrive:

  First trigger firing:  [5, 8, 3]
  Second trigger firing: [5, 8, 3, 15, 19, 23]
  Third trigger firing:  [5, 8, 3, 15, 19, 23, 9, 13, 10]

Discarding Mode:

If our trigger is set to .discardingFiredPanes, the trigger emits the following values on each firing:

  First trigger firing:  [5, 8, 3]
  Second trigger firing:           [15, 19, 23]
  Third trigger firing:                         [9, 13, 10]
超时数据处理

.withAllowedLateness(Duration.XXXX(XXX))
可设置允许超时多长时间的数据。

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