Flink学习笔记-窗口触发和乱序处理

通常来讲,由于各种原因,包含但不限于网络、背压,外部系统因素等,事件数据往往不能够及时传输到Flink系统中进行计算,因此,在开启EventTime的前提下,flink提供了一种依据watermark机制结合window来实现对乱序数据的处理的方式。

Flink窗口函数触发机制

  • 首先,flink窗口函数的时间是按照自然时间划分的,如下
timeWindow(Time.seconds(10))

上诉代码的含义是窗口大小是十秒,也就是说按照自然时间划分的话,会将一分钟时间切成六份,每份十秒,且区间为半开半闭。

  • 然后在数据流转到window算子的过程中,系统会根据事件的EventTime,将数据划分到属于它的窗口(window)中。例如:当前数据的EventTime是2019-06-23 12:00:01 ,那么这个事件会被分配到 [ 2019-06-23 12:00:00, 2019-06-23 12:00:10) 这个区间
  • 具体的触发需要满足规则如下:(1)窗口中有数据 (2)窗口中不存在数据EventTime大于watermark时间(3)watermark >=window_end_time,当水位线真正大于window_end_time 时才会真正触发计算
  • 关于什么是window_end_time:在window区间内可以认为有两个基本的概念window_start_time和window_end_time,顾名思义,window_start_time代表的是区间的起始时间,而window_end_time代表的是window时间区间的结束时间。以上诉[ 2019-06-23 12:00:00, 2019-06-23 12:00:10) 区间为例,那么12:00:00就是window_start_time,12:00:10就是window_end_time。

out-of-order数据处理

  • 关于Flink的乱序处理,实际上可以简单理解为配置的EventTime和watermark的差值就是系统能容忍的事件最长迟到时间。
  • 一定范围内的乱序数据可以被flink的数据乱序处理机制解决掉,但是如果事件乱序太多,“迟到”太多,则flink的机制无法保证数据计算的正确性。正常情况下,如果maxOutOfOrderness设置合理,不会产生太多“迟到”事件,我们假设maxOutOfOrderness为10秒,window算子时间区间为3秒,此刻水位线为14:30:22 ,也就是说最新数据为14:30:32,如果有一条乱序数据(迟到9秒,eventtime为14:30:23)进入,那么此刻水位线不改变,且会将这条数据放到区间 为[ 14:30:21, 14:30:24)的window中, 而此刻watermark(14:30:22)< window end time(14:30:24),因此不触发计算。也就是说目前为止,迟到9秒的数据都可以被分配到正确的window中且被正确处理,但是一旦超过10秒并且是大量数据均超过10秒,事件时间超过10秒说明此事件时间等同于水位线,如果此刻刚好水位线大于等于window end time那么第一条超过10秒的late element就会直接触发window计算,后边的late element到来只会来一条触发一次,所以推导出 对于late element太多的数据而言,watermark时间 > Event Time会直接触发window计算,可能会影响计算的准确性。
  • 何为事件“迟到”太多?无非就是Flink的maxOutOfOrderness设置太小(使用BoundedOutOfOrdernessTimestampExtractor前提下),而实际业务中因为各种原因导致数据延迟时间总是大于设置的maxOutOfOrderness,可以推断此刻的watermark已经上升到了一定的程度,足够大于late element的window end time,因而导致,来一条late element就触发一次window。