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目录
一、窗口
1.窗口的概念
2.窗口的分类
（1）按照驱动类型分
（2）按照窗口分配数据的规则分类
3.窗口api概览
（1）按键分区（Keyed）和非按键分区（Non-Keyed）
*1）按键分区窗口（Keyed Windows）
*2）非按键分区（Non-Keyed Windows）
（2）代码中窗口API的调用
（3）窗口分配器
（4）窗口函数
*1）增量聚合函数
^1)归约函数（ReduceFunction）
^2)聚合函数（AggregateFunction）
*2）全窗口函数（full window functions）
*3）增量聚合和全窗口函数的结合使用
（5）触发器（Trigger）
（6）移除器（Evictor）
（7）窗口的简单原理
*1）一个数据来了，怎么认为他是哪个窗口内的数据？
*2）窗口特性
*3）窗口的生命周期
4.时间语义
（1）Flink中的时间语义
（2）Flink以事件时间为默认时间语义
5.水位线（Watermark）
（1）水位线的概念
*1）有序流中的水位线
*2）乱序流中的水位线
（2）水位线和窗口的工作原理
（3） 生成水位线
*1）总体原则
*2）有序流中内置水位线设置
*3）乱序流中内置水位线设置
*4）自定义水位线生成器（周期式、断点式）
*5）在数据源中发送水位线
（6）迟到数据的处理
*1）设置乱序容忍度
*2）设置窗口延迟关闭
*3）侧输出流
（7）基于时间的合流——双流联结（Join）
*1）窗口联结（Window Join）
*2）间隔联结（Interval Join）
二、处理函数
1.基本处理函数（ProcessFunction）
（1）处理函数的功能和使用
（2）ProcessFunction解析
（3）处理函数的分类
2.按键分区处理函数（KeyedProcessFunction）
（1）定时器（Timer）和定时服务（TimerService）
（2）KeyedProcessFunction注意点及实现
3.应用案例：Top N
（1）方法一：ProcessAllWindowFunction
（2）方法二：
4.侧输出流
一、窗口
在批处理统计中，我们可以等待一批数据都到齐后，统一处理。但是在实时处理统计中，我们是来一条就得处理一条，那么我们怎么统计最近一段时间内的数据呢？引入“窗口”。
1.窗口的概念
Flink是一种流式计算引擎，主要是来处理无界数据流的，数据源源不断、无穷无尽。想要更加方便高效地处理无界流，一种方式就是将无限数据切割成有限的“数据块”进行处理，这就是所谓的“窗口”（Window）。
Flink中窗口并不是静态准备好的，而是动态创建——当有落在这个窗口区间范围的数据达到时，才创建对应的窗口。
到达窗口结束时间时，窗口就触发计算并关闭，事实上“触发计算”和“窗口关闭”两个行为也可以分开。
2.窗口的分类
（1）按照驱动类型分
*1）时间窗口
一定时间作为一个窗口
*2）计数窗口
达到多少数量作为一个窗口
（2）按照窗口分配数据的规则分类
*1）滚动窗口
以一个固定时间为窗口，第一个窗口结束的时间就是下一个窗口开始的时间。
*2）滑动窗口
窗口大小 + 步长。
如果步长 = 窗口大小，其实就是滚动窗口的情况。
步长 > 窗口大小，会有数据被漏掉。
步长 < 窗口大小，窗口会有重叠
*3）会话窗口
基于会话对数据分组
*4）全局窗口
全局有效，没有结束时间
3.窗口api概览
（1）按键分区（Keyed）和非按键分区（Non-Keyed）
定义窗口前，需要确认数据流是基于keyBy还是没有keyBy的。
*1）按键分区窗口（Keyed Windows）
经过按键分区keyBy操作后，数据流会按照key被分为多条逻辑流,窗口计算会在多个并行子任务上同时执行。相同key的数据会被发送到同一个并行子任务，而窗口操作会基于每个key进行单独的处理。
stream.keyBy(...).window(...)*2）非按键分区（Non-Keyed Windows）
窗口逻辑只能在一个任务（task）上执行，就相当于并行度变成了1。
对于非按键分区的窗口操作，手动调大窗口算子的并行度也是无效的，windowAll本身就是一个非并行的操作。
stream.windowAll(...)（2）代码中窗口API的调用
窗口操作主要有两个部分：窗口分配器（Window Assigners）和窗口函数（Window Functions）。
stream.keyBy(<key selector>).window(<window assigner>).aggregate(<window function>).window()方法需要传入一个窗口分配器，它指明了窗口的类型。
.aggregate()方法传入一个窗口函数作为参数，它用来定义窗口具体的处理逻辑。
（3）窗口分配器
窗口分配器指定窗口的类型。窗口分配器最通用的定义方式，就是调用.window()方法。
（4）窗口函数
窗口函数定义了要对窗口中收集的数据做的计算操作，根据处理的方式可以分为两类：增量聚合函数和全窗口函数。
package com.atguigu.window;import com.atguigu.bean.WaterSensor;
import com.atguigu.functions.WaterSensorMapFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.KeyedStream;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.SingleOutputStreamOperator;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.WindowedStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.assigners.TumblingProcessingTimeWindows;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.windows.TimeWindow;/*** TODO** @author cjp* @version 1.0*/
public class WindowApiDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();env.setParallelism(1);SingleOutputStreamOperator<WaterSensor> sensorDS = env.socketTextStream("hadoop102", 7777).map(new WaterSensorMapFunction());KeyedStream<WaterSensor, String> sensorKS = sensorDS.keyBy(sensor -> sensor.getId());// TODO 1. 指定 窗口分配器： 指定 用 哪一种窗口 --- 时间 or 计数？ 滚动、滑动、会话？// 1.1 没有keyby的窗口: 窗口内的 所有数据 进入同一个 子任务，并行度只能为1
// sensorDS.windowAll()// 1.2 有keyby的窗口: 每个key上都定义了一组窗口，各自独立地进行统计计算// 基于时间的
// sensorKS.window(TumblingProcessingTimeWindows.of(Time.seconds(10))) // 滚动窗口，窗口长度10s
// sensorKS.window(SlidingProcessingTimeWindows.of(Time.seconds(10), Time.seconds(2))) // 滑动窗口，窗口长度10s，滑动步长2s
// sensorKS.window(ProcessingTimeSessionWindows.withGap(Time.seconds(5))) // 会话窗口，超时间隔5s
// sensorKS.window(GlobalWindows.create()) // 全局窗口，计数窗口的底层就是用的这个，需要自定义的时候才会用// 基于计数的
// sensorKS.countWindow(5) // 滚动窗口，窗口长度=5个元素
// sensorKS.countWindow(5,2) // 滑动窗口，窗口长度=5个元素，滑动步长=2个元素// TODO 2. 指定 窗口函数 ： 窗口内数据的 计算逻辑WindowedStream<WaterSensor, String, TimeWindow> sensorWS = sensorKS.window(TumblingProcessingTimeWindows.of(Time.seconds(10)));// 增量聚合： 来一条数据，计算一条数据，窗口触发的时候输出计算结果
// sensorWS
// .reduce()
// .aggregate(, )// 全窗口函数：数据来了不计算，存起来，窗口触发的时候，计算并输出结果
// sensorWS.process()env.execute();}
}
*1）增量聚合函数
^1)归约函数（ReduceFunction）
package com.atguigu.window;import com.atguigu.bean.WaterSensor;
import com.atguigu.functions.WaterSensorMapFunction;
import org.apache.flink.api.common.functions.ReduceFunction;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.KeyedStream;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.SingleOutputStreamOperator;
import org.apache.flink.streaming.api.datastream.WindowedStream;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.assigners.TumblingProcessingTimeWindows;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.time.Time;
import org.apache.flink.streaming.api.windowing.windows.TimeWindow;/*** TODO** @author cjp* @version 1.0*/
public class WindowReduceDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();env.setParallelism(1);