Flink 的窗口機制

🪟 1. 基于時間驅動的滾動時間窗口(Tumbling Time Window - Time-based)

? 定義:

  • 每隔固定的時間周期開啟一個新的窗口。
  • 窗口之間不重疊

🕒 示例:

DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowedStream = stream.keyBy(keySelector).window(TumblingEventTimeWindows.of(Time.seconds(5))) // 每5秒一個窗口.sum(1);

🔍 特點:

屬性描述
類型Keyed 或 Non-Keyed
時間戳依賴事件時間或處理時間
觸發機制固定時間觸發
應用場景統計每 N 秒的數據總量(如每分鐘訂單數)

🧊 2. 基于事件驅動的滾動時間窗口(Tumbling Count Window - Event-based)

? 定義:

  • 每收集固定數量的元素后觸發一次窗口計算。
  • 不依賴時間,只依賴元素個數。

📏 示例:

DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowedStream = stream.keyBy(keySelector).countWindow(10) // 每收到10條數據就觸發一次計算.sum(1);

🔍 特點:

屬性描述
類型Keyed 或 Non-Keyed
時間戳無時間概念,僅按元素數量劃分
觸發機制元素數量達到設定值
應用場景當數據量穩定但時間不確定時使用(如每100個傳感器讀數統計一次)

?? 3. 基于時間驅動的滑動時間窗口(Sliding Time Window - Time-based)

? 定義:

  • 窗口每隔一定時間“滑動”一次,窗口長度固定。
  • 窗口之間有重疊

🕒 示例:

DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowedStream = stream.keyBy(keySelector).window(SlidingProcessingTimeWindows.of(Time.seconds(10), Time.seconds(5))) // 窗口長10s,每5s滑動一次.sum(1);

🔍 特點:

屬性描述
類型Keyed 或 Non-Keyed
時間戳依賴事件時間或處理時間
觸發機制固定時間間隔觸發
應用場景需要連續、實時更新統計數據(如每5秒查看過去10秒的平均值)

📐 4. 基于事件驅動的滑動時間窗口(Sliding Count Window - Event-based)

? 定義:

  • 每隔固定數量的元素滑動一次窗口,窗口長度也以元素個數為單位。
  • 窗口之間可以部分重疊。

📏 示例:

DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowedStream = stream.keyBy(keySelector).countWindow(10, 5) // 窗口包含10個元素,每5個元素滑動一次.sum(1);

🔍 特點:

屬性描述
類型Keyed 或 Non-Keyed
時間戳無時間概念,僅基于元素數量
觸發機制元素數量達到設定滑動步長
應用場景數據速率不均,需要定期更新統計(如每100個請求統計前200個的平均響應時間)

🛎? 5. 會話窗口(Session Window)

? 定義:

  • 根據活動間隙(gap) 來劃分窗口。
  • 如果兩個元素之間的時間差超過設定的 gap,則屬于不同的窗口。

🕒 示例:

DataStream<Tuple2<String, Integer>> windowedStream = stream.keyBy(keySelector).window(EventTimeSessionWindows.withGap(Time.minutes(1))) // 1分鐘內無新事件視為會話結束.sum(1);

🔍 特點:

屬性描述
類型Keyed 或 Non-Keyed
時間戳通常基于事件時間
觸發機制檢測到會話間隔(gap)
應用場景用戶行為分析(如點擊流、登錄日志等),識別用戶活躍時間段

📊 總結對比表

窗口類型劃分依據是否重疊觸發條件示例
滾動時間窗口時間時間到達TumblingEventTimeWindows.of(Time.seconds(5))
滾動計數窗口元素個數數量達到countWindow(10)
滑動時間窗口時間時間滑動SlidingEventTimeWindows.of(Time.seconds(10), Time.seconds(5))
滑動計數窗口元素個數數量滑動countWindow(10, 5)
會話窗口事件間隔動態間隔超過gapEventTimeSessionWindows.withGap(Time.minutes(1))

? 選擇建議

場景推薦窗口類型
實時監控每 N 秒匯總一次滾動時間窗口
數據按批次處理(如每100條)滾動計數窗口
需要平滑的實時指標(如移動平均)滑動時間窗口
數據頻率不規則但需定期統計滑動計數窗口
分析用戶行為(如點擊流、登錄會話)會話窗口

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