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在应用 eventTime 的时候如何解决乱序数据？咱们晓得，流解决从事件产生，到流经 source，再到 operator，两头是有一个过程和工夫的。尽管大部分状况下，流到 operator 的数据都是依照事件产生的工夫程序来的，然而也不排除因为网络提早等起因，导致乱序的产生，特地是应用 kafka 的话，多个分区的数据无奈保障有序。所以在进行 window 计算的时候，咱们又不能无限期的等上来，必须要有个机制来保障一个特定的工夫后，必须触发 window 去进行计算了。这个特地的机制，就是 watermark。Watermark 是用于解决乱序事件的，用于掂量 Event Time 停顿的机制。watermark 能够翻译为水位线。
一、Watermark 的外围原理
Watermark 的外围实质能够了解成一个提早触发机制。
在 Flink 的窗口处理过程中，如果确定全副数据达到，就能够对 Window 的所有数据做 窗口计算操作（如汇总、分组等），如果数据没有全副达到，则持续期待该窗口中的数据全 部达到才开始解决。这种状况下就须要用到水位线（WaterMarks）机制，它可能掂量数据处 理进度（表白数据达到的完整性），保障事件数据（全副）达到 Flink 零碎，或者在乱序及 提早达到时，也可能像预期一样计算出正确并且间断的后果。当任何 Event 进入到 Flink 零碎时，会依据以后最大事件工夫产生 Watermarks 工夫戳。
那么 Flink 是怎么计算 Watermak 的值呢？
Watermark = 进入 Flink 的最大的事件工夫 (mxtEventTime)- 指定的延迟时间 (t)
那么有 Watermark 的 Window 是怎么触发窗口函数的呢？
如果有窗口的进行工夫等于或者小于 maxEventTime – t(过后的 warkmark)，那么这个窗口被触发执行。
其外围解决流程如下图所示。
二、Watermark 的三种应用状况
1、原本有序的 Stream 中的 Watermark
如果数据元素的事件工夫是有序的，Watermark 工夫戳会随着数据元素的事件工夫按顺 序生成，此时水位线的变动和事件工夫放弃始终（因为既然是有序的工夫，就不须要设置提早了，那么 t 就是 0。所以 watermark=maxtime-0 = maxtime），也就是现实状态下的水位 线。当 Watermark 工夫大于 Windows 完结工夫就会触发对 Windows 的数据计算，以此类推，下一个 Window 也是一样。 这种状况其实是乱序数据的一种非凡状况。
2、乱序事件中的 Watermark
现实情况下数据元素往往并不是依照其产生程序接入到 Flink 零碎中进行解决，而频繁 呈现乱序或早退的状况，这种状况就须要应用 Watermarks 来应答。比方下图，设置延迟时间 t 为 2。
3、并行数据流中的 Watermark
在多并行度的状况下，Watermark 会有一个对齐机制，这个对齐机制会取所有 Channel 中最小的 Watermark。
三、设置 Watermark 的外围代码
1、首先，正确设置事件处理的工夫语义，个别都是采纳 Event Time。
sEnv.setStreamTimeCharacteristic(TimeCharacteristic.EventTime); 2、其次，指定生成 Watermark 的机制，包含：延时解决的工夫和 EventTime 对应的字段。如下：
留神：不论是数据是否有序，都能够应用下面的代码。有序的数据只是无序数据的一种非凡状况。
四、Watermark 编程案例
测试数据：基站的手机通话数据，如下：
需要：按基站，每 5 秒统计通话时间最长的记录。
- StationLog 用于封装基站数据
package watermark;
//station1,18688822219,18684812319,10,1595158485855
public class StationLog {
private String stationID; // 基站 ID
private String from; // 呼叫放
private String to; // 被叫方
private long duration; // 通话的持续时间
private long callTime; // 通话的呼叫工夫
public StationLog(String stationID, String from,
String to, long duration,
long callTime) {
this.stationID = stationID;
this.from = from;
this.to = to;
this.duration = duration;
this.callTime = callTime;
}
public String getStationID() {return stationID;}
public void setStationID(String stationID) {this.stationID = stationID;}
public long getCallTime() {return callTime;}
public void setCallTime(long callTime) {this.callTime = callTime;}
public String getFrom() {return from;}
public void setFrom(String from) {this.from = from;}
public String getTo() {return to;}
public void setTo(String to) {this.to = to;}
public long getDuration() {return duration;}
public void setDuration(long duration) {this.duration = duration;}
}- 代码实现：WaterMarkDemo 用于实现计算（留神：为了不便咱们测试设置工作的并行度为 1）
package watermark;
import java.time.Duration;
import org.apache.flink.api.common.eventtime.SerializableTimestampAssigner;
import org.apache.flink.api.common.eventtime.WatermarkStrategy;
import org.apache.flink.api.common.functions.FilterFunction;
import org.apache.flink.api.common.functions.FlatMapFunction;
import org.apache.flink.api.common.functions.ReduceFunction;
import org.apache.flink.api.java.functions.KeySelector;
import org.apache.flink.streaming.api.TimeCharacteristic;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.functions.windowing.ProcessWindowFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.windows.TimeWindow;
import org.apache.flink.util.Collector;
// 每隔五秒，将过来是 10 秒内，通话时间最长的通话日志输入。public class WaterMarkDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {
// 失去 Flink 流式解决的运行环境
StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
env.setStreamTimeCharacteristic(TimeCharacteristic.EventTime);
env.setParallelism(1);
// 设置周期性的产生水位线的工夫距离。当数据流很大的时候，如果每个事件都产生水位线，会影响性能。env.getConfig().setAutoWatermarkInterval(100);// 默认 100 毫秒
// 失去输出流
DataStreamSource<String> stream = env.socketTextStream("bigdata111", 1234);
stream.flatMap(new FlatMapFunction<String, StationLog>() {public void flatMap(String data, Collector<StationLog> output) throws Exception {String[] words = data.split(",");
// 基站 ID from to 通话时长 callTime
output.collect(new StationLog(words[0], words[1],words[2], Long.parseLong(words[3]), Long.parseLong(words[4])));
}
}).filter(new FilterFunction<StationLog>() {
@Override
public boolean filter(StationLog value) throws Exception {return value.getDuration() > 0?true:false;
}
}).assignTimestampsAndWatermarks(WatermarkStrategy.<StationLog>forBoundedOutOfOrderness(Duration.ofSeconds(3))
.withTimestampAssigner(new SerializableTimestampAssigner<StationLog>() {
@Override
public long extractTimestamp(StationLog element, long recordTimestamp) {return element.getCallTime(); // 指定 EventTime 对应的字段
}
})
).keyBy(new KeySelector<StationLog, String>(){
@Override
public String getKey(StationLog value) throws Exception {return value.getStationID(); // 依照基站分组
}}
).timeWindow(Time.seconds(5)) // 设置工夫窗口
.reduce(new MyReduceFunction(),new MyProcessWindows()).print();
env.execute();}
}
// 用于如何解决窗口中的数据，即：找到窗口内通话时间最长的记录。class MyReduceFunction implements ReduceFunction<StationLog> {
@Override
public StationLog reduce(StationLog value1, StationLog value2) throws Exception {
// 找到通话时间最长的通话记录
return value1.getDuration() >= value2.getDuration() ? value1 : value2;
}
}
// 窗口解决实现后，输入的后果是什么
class MyProcessWindows extends ProcessWindowFunction<StationLog, String, String, TimeWindow> {
@Override
public void process(String key, ProcessWindowFunction<StationLog, String, String, TimeWindow>.Context context,
Iterable<StationLog> elements, Collector<String> out) throws Exception {StationLog maxLog = elements.iterator().next();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("窗口范畴是:").append(context.window().getStart()).append("----").append(context.window().getEnd()).append("\n");;
sb.append("基站 ID：").append(maxLog.getStationID()).append("\t")
.append("呼叫工夫：").append(maxLog.getCallTime()).append("\t")
.append("主叫号码：").append(maxLog.getFrom()).append("\t")
.append("被叫号码：") .append(maxLog.getTo()).append("\t")
.append("通话时长：").append(maxLog.getDuration()).append("\n");
out.collect(sb.toString());
}
}
