Java Flink中如何使用窗口触发器Trigger？

定义

Trigger确定窗口（由窗口分配器形成）何时准备好由窗口函数处理。每个WindowAssigner都带有一个默认值Trigger。如果默认触发器不符合您的需求，您可以使用trigger(…)。

Trigger 源码

public abstract class Trigger implements Serializable {
	/**
	 只要有元素落⼊到当前窗⼝， 就会调⽤该⽅法
	 * @param element 收到的元素
	 * @param timestamp 元素抵达时间.
	 * @param window 元素所属的window窗口.
	 * @param ctx ⼀个上下⽂对象，通常⽤该对象注册 timer（ProcessingTime/EventTime） 回调.
	 */
    public abstract TriggerResult onElement(T var1, long var2, W var4, Trigger.TriggerContext var5) throws Exception;
	
	 /**
	 * processing-time 定时器回调函数
	 *
	 * @param time 定时器触发的时间.
	 * @param window 定时器触发的窗口对象.
	 * @param ctx ⼀个上下⽂对象，通常⽤该对象注册 timer（ProcessingTime/EventTime） 回调.
	 */
    public abstract TriggerResult onProcessingTime(long var1, W var3, Trigger.TriggerContext var4) throws Exception;

	/**
	 * event-time 定时器回调函数
	 *
	 * @param time 定时器触发的时间.
	 * @param window 定时器触发的窗口对象.
	 * @param ctx ⼀个上下⽂对象，通常⽤该对象注册 timer（ProcessingTime/EventTime） 回调.
	 */
    public abstract TriggerResult onEventTime(long var1, W var3, Trigger.TriggerContext var4) throws Exception;

	 /**
	 * 当 多个窗口合并到⼀个窗⼝的时候，调用该方法法，例如系统SessionWindow
	 *
	 * @param window 合并后的新窗口对象
	 * @param ctx ⼀个上下⽂对象，通常用该对象注册 timer（ProcessingTime/EventTime）回调以及访问状态
	 */
    public void onMerge(W window, Trigger.OnMergeContext ctx) throws Exception {
        throw new UnsupportedOperationException("This trigger does not support merging.");
    }
	
	/**
	 * 当窗口被删除后执⾏所需的任何操作。例如：可以清除定时器或者删除状态数据
	 */
    public abstract void clear(W var1, Trigger.TriggerContext var2) throws Exception;
    }

TriggerResult 源码

public enum TriggerResult {
	// 表示对窗口不执行任何操作。即不触发窗口计算，也不删除元素。
    CONTINUE(false, false),
    // 触发窗口计算，输出结果，然后将窗口中的数据和窗口进行清除。
    FIRE_AND_PURGE(true, true),
    // 触发窗口计算，但是保留窗口元素
    FIRE(true, false),
    // 不触发窗口计算，丢弃窗口，并且删除窗口的元素。
    PURGE(false, true);

    private final boolean fire;
    private final boolean purge;

    private TriggerResult(boolean fire, boolean purge) {
        this.purge = purge;
        this.fire = fire;
    }

    public boolean isFire() {
        return this.fire;
    }

    public boolean isPurge() {
        return this.purge;
    }
}

一旦触发器确定窗口已准备好进行处理，就会触发，返回状态可以是FIRE或FIRE_AND_PURGE。其中FIRE是触发窗口计算并保留窗口内容，而FIRE_AND_PURGE是触发窗口计算并删除窗口内容。默认情况下，预实现的触发器只是简单地FIRE不清除窗口状态。

Flink 预置的Trigger

• EventTimeTrigger：通过对比EventTime和窗口的Endtime确定是否触发窗口计算，如果EventTime大于Window EndTime则触发，否则不触发，窗口将继续等待。

• ProcessTimeTrigger：通过对比ProcessTime和窗口EndTme确定是否触发窗口，如果ProcessTime大于EndTime则触发计算，否则窗口继续等待。

• ContinuousEventTimeTrigger：根据间隔时间周期性触发窗口或者Window的结束时间小于当前EndTime触发窗口计算。

• ContinuousProcessingTimeTrigger：根据间隔时间周期性触发窗口或者Window的结束时间小于当前ProcessTime触发窗口计算。

• CountTrigger：根据接入数据量是否超过设定的阙值判断是否触发窗口计算。

• DeltaTrigger：根据接入数据计算出来的Delta指标是否超过指定的Threshold去判断是否触发窗口计算。

• PurgingTrigger：可以将任意触发器作为参数转换为Purge类型的触发器，计算完成后数据将被清理。

• NeverTrigger：任何时候都不触发窗口计算

主要看看EventTimeTrigger和ProcessingTimeTrigger的源码。

EventTimeTrigger源码

public class EventTimeTrigger extends Trigger {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private EventTimeTrigger() {
    }

    public TriggerResult onElement(Object element, long timestamp, TimeWindow window, TriggerContext ctx) throws Exception {
        if (window.maxTimestamp() <= ctx.getCurrentWatermark()) {
            return TriggerResult.FIRE;
        } else {
            ctx.registerEventTimeTimer(window.maxTimestamp());
            return TriggerResult.CONTINUE;
        }
    }

    public TriggerResult onEventTime(long time, TimeWindow window, TriggerContext ctx) {
        return time == window.maxTimestamp() ? TriggerResult.FIRE : TriggerResult.CONTINUE;
    }

    public TriggerResult onProcessingTime(long time, TimeWindow window, TriggerContext ctx) throws Exception {
        return TriggerResult.CONTINUE;
    }

    public void clear(TimeWindow window, TriggerContext ctx) throws Exception {
        ctx.deleteEventTimeTimer(window.maxTimestamp());
    }

    public boolean canMerge() {
        return true;
    }

    public void onMerge(TimeWindow window, OnMergeContext ctx) {
        long windowMaxTimestamp = window.maxTimestamp();
        if (windowMaxTimestamp > ctx.getCurrentWatermark()) {
            ctx.registerEventTimeTimer(windowMaxTimestamp);
        }

    }

    public String toString() {
        return "EventTimeTrigger()";
    }

    public static EventTimeTrigger create() {
        return new EventTimeTrigger();
    }
}

ProcessingTimeTrigger源码

public class ProcessingTimeTrigger extends Trigger {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private ProcessingTimeTrigger() {
    }

    public TriggerResult onElement(Object element, long timestamp, TimeWindow window, TriggerContext ctx) {
        ctx.registerProcessingTimeTimer(window.maxTimestamp());
        return TriggerResult.CONTINUE;
    }

    public TriggerResult onEventTime(long time, TimeWindow window, TriggerContext ctx) throws Exception {
        return TriggerResult.CONTINUE;
    }

    public TriggerResult onProcessingTime(long time, TimeWindow window, TriggerContext ctx) {
        return TriggerResult.FIRE;
    }

    public void clear(TimeWindow window, TriggerContext ctx) throws Exception {
        ctx.deleteProcessingTimeTimer(window.maxTimestamp());
    }

    public boolean canMerge() {
        return true;
    }

    public void onMerge(TimeWindow window, OnMergeContext ctx) {
        long windowMaxTimestamp = window.maxTimestamp();
        if (windowMaxTimestamp > ctx.getCurrentProcessingTime()) {
            ctx.registerProcessingTimeTimer(windowMaxTimestamp);
        }

    }

    public String toString() {
        return "ProcessingTimeTrigger()";
    }

    public static ProcessingTimeTrigger create() {
        return new ProcessingTimeTrigger();
    }
}

在 onElement()方法中，ctx.registerProcessingTimeTimer(window.maxTimestamp())将会注册一个ProcessingTime定时器，时间参数是window.maxTimestamp()，也就是窗口的最终时间，当时间到达这个窗口最终时间，定时器触发并调用 onProcessingTime()方法，在 onProcessingTime() 方法中，return TriggerResult.FIRE 即返回 FIRE，触发窗口中数据的计算，但是会保留窗口元素。

需要注意的是ProcessingTimeTrigger类只会在窗口的最终时间到达的时候触发窗口函数的计算，计算完成后并不会清除窗口中的数据，这些数据存储在内存中，除非调用PURGE或FIRE_AND_PURGE，否则数据将一直存在内存中。实际上，Flink中提供的Trigger类，除了PurgingTrigger类，其他的都不会对窗口中的数据进行清除。

常见窗口的Trigger

滚动窗口

TumblingEventTimeWindows ：EventTimeTrigger
public class TumblingEventTimeWindows extends WindowAssigner {
    public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
            return EventTimeTrigger.create();
        }
}

TumblingProcessingTimeWindows ：ProcessingTimeTrigger

public class TumblingProcessingTimeWindows extends WindowAssigner {
    public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
        return ProcessingTimeTrigger.create();
    }
}

滑动窗口

SlidingEventTimeWindows：EventTimeTrigger
public class SlidingEventTimeWindows extends WindowAssigner {
    public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
        return EventTimeTrigger.create();
    }
}

SlidingProcessingTimeWindows ：ProcessingTimeTrigger

public class SlidingProcessingTimeWindows extends WindowAssigner {
    public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
            return ProcessingTimeTrigger.create();
        }
}

会话窗口

EventTimeSessionWindows：EventTimeTrigger
public class EventTimeSessionWindows extends MergingWindowAssigner {
    public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
        return EventTimeTrigger.create();
    }
}

ProcessingTimeSessionWindows：ProcessingTimeTrigger

public class ProcessingTimeSessionWindows extends MergingWindowAssigner {
    public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
        return ProcessingTimeTrigger.create();
    }
}

全局窗口

GlobalWindows ：NeverTrigger
public class GlobalWindows extends WindowAssigner {
     public Trigger getDefaultTrigger(StreamExecutionEnvironment env) {
            return new GlobalWindows.NeverTrigger();
        }
}