滑动窗口 - Amazon Kinesis Data Analytics 开发人员指南
示例 1示例 2：查询在滑动窗口中应用聚合示例 3：从同一流中的多个滑动窗口查询数据
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本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。

滑动窗口

您可以不使用 GROUP BY 对记录分组，而是定义基于时间或基于行的窗口。您应通过添加显式 WINDOW 子句执行此操作。

在这种情况下，当窗口随着时间滑动时，在流中出现新记录时，Amazon Kinesis Data Analytics 将发送输出。Kinesis Data Analytics 将通过在窗口中处理行来发送此输出。窗口在这种类型的处理中可以重叠，一个记录可以属于多个窗口并且可随各个窗口一起处理。以下示例说明了滑动的窗口。

考虑创建一个简单的查询对流中的记录进行计数。此示例假定有一个 5 秒的窗口。在以下示例流中，新记录在 t 的时间到达1, t2, t6和 t7，三条记录在时间 t 到达8秒。

记住以下内容：

  • 此示例假定有一个 5 秒的窗口。该 5 秒窗口持续随着时间滑动。

  • 对于进入窗口的每一行，滑动窗口会发送输出行。应用程序启动后不久，您会看到查询针对出现在流中的每个新记录发送输出，即使尚未经过 5 秒窗口。例如，当记录出现在第一秒和第二秒时，查询会发送输出。稍后，查询会处理 5 秒窗口中的记录。

  • 该窗口随着时间滑动。如果流中的旧记录落后于窗口，查询将不会发送任何输出，除非流中也有一个新记录落在该 5 秒窗口中。

假设查询在 t 开始执行。0. 那么，将出现以下情况：

  1. 当时 t0，查询开始执行。查询不发送输出 (计数值)，因为此时没有记录。

  2. 在时间 t1，将在流中显示一个新记录，并且查询发送计数值 1。

  3. 在时间 t2，将出现另一个记录，并且查询发送计数 2。

  4. 此 5 秒窗口随着时间滑动：

    • 在 t3，滑动窗口 t3至 t0

    • 在 t4 处 (滑动窗口 t4至 t0）

    • 在 t5滑动窗口 t5—t0

    在所有这些时间，此 5 秒窗口具有相同的记录 — 没有新记录。因此，查询不会发送任何输出。

  5. 在时间 t6，此 5 秒窗口为 (t)6至 t1)。查询在 t 处检测到一个新记录。6所以它发出输出 2。t 的记录1不再位于窗口中，计数时不考虑。

  6. 在时间 t7，此 5 秒窗口为 t7至 t2. 查询在 t 处检测到一个新记录。7所以它发出输出 2。t 的记录2不再位于 5 秒窗口中，因此计数时不考虑。

  7. 在时间 t8，此 5 秒窗口为 t8至 t3. 查询检测到三个新记录，因此发送了记录计数 5。

总之，窗口是固定大小，并且随时间滑动。当出现新记录时，查询会发送输出。

注意

我们建议使用滑动窗口的时间不要超过 1 小时。如果您使用时间更长的窗口，应用程序在常规系统维护之后需要更长的时间才能重新启动。这是因为必须再次从流中读取源数据。

以下示例查询使用 WINDOW 子句定义窗口和执行聚合。由于查询不指定 GROUP BY，因此查询使用滑动窗口方法处理流中的记录。

示例 1：使用 1 分钟滑动窗口处理流

在填充应用程序内部流 SOURCE_SQL_STREAM_001 时，请考虑“入门”练习中的演示流。下面是架构。

(TICKER_SYMBOL VARCHAR(4), 
 SECTOR varchar(16),
 CHANGE REAL,
 PRICE REAL)

假设您希望应用程序使用 1 分钟滑动窗口计算聚合。也就是说，对于出现在流中的每个新记录，您希望应用程序通过对前面的 1 分钟窗口中的记录应用聚合来发送输出。

您可以使用以下基于时间的窗口式查询。查询使用 WINDOW 子句定义 1 分钟范围间隔。WINDOW 子句中的 PARTITION BY 按照滑动窗口中的股票行情机值对记录进行分组。

SELECT STREAM ticker_symbol,
              MIN(Price) OVER W1 AS Min_Price,
              MAX(Price) OVER W1 AS Max_Price,
              AVG(Price) OVER W1 AS Avg_Price
FROM   "SOURCE_SQL_STREAM_001"
WINDOW W1 AS (
   PARTITION BY ticker_symbol 
   RANGE INTERVAL '1' MINUTE PRECEDING);

测试查询

  1. 按照入门练习设置应用程序。

  2. 使用先前的 SELECT 查询替换应用程序代码中的 SELECT 语句。生成的应用程序代码如下。

    CREATE OR REPLACE STREAM "DESTINATION_SQL_STREAM" (
                         ticker_symbol VARCHAR(10), 
                         Min_Price     double, 
                         Max_Price     double, 
                         Avg_Price     double);
CREATE OR REPLACE PUMP "STREAM_PUMP" AS 
   INSERT INTO "DESTINATION_SQL_STREAM"
     SELECT STREAM ticker_symbol,
                   MIN(Price) OVER W1 AS Min_Price,
                   MAX(Price) OVER W1 AS Max_Price,
                   AVG(Price) OVER W1 AS Avg_Price
     FROM   "SOURCE_SQL_STREAM_001"
     WINDOW W1 AS (
        PARTITION BY ticker_symbol 
        RANGE INTERVAL '1' MINUTE PRECEDING);

示例 2：查询在滑动窗口中应用聚合

针对演示流的以下查询将返回一个 10 秒窗口中，每个股票行情机的价格的平均百分比变化。

SELECT STREAM Ticker_Symbol,
              AVG(Change / (Price - Change)) over W1 as Avg_Percent_Change
FROM "SOURCE_SQL_STREAM_001"
WINDOW W1 AS (
        PARTITION BY ticker_symbol 
        RANGE INTERVAL '10' SECOND PRECEDING);

测试查询

  1. 按照入门练习设置应用程序。

  2. 使用先前的 SELECT 查询替换应用程序代码中的 SELECT 语句。生成的应用程序代码如下。

    CREATE OR REPLACE STREAM "DESTINATION_SQL_STREAM" (
                            ticker_symbol VARCHAR(10), 
                            Avg_Percent_Change double);
CREATE OR REPLACE PUMP "STREAM_PUMP" AS 
   INSERT INTO "DESTINATION_SQL_STREAM"
      SELECT STREAM Ticker_Symbol,
                    AVG(Change / (Price - Change)) over W1 as Avg_Percent_Change
      FROM "SOURCE_SQL_STREAM_001"
      WINDOW W1 AS (
              PARTITION BY ticker_symbol 
              RANGE INTERVAL '10' SECOND PRECEDING);

示例 3：从同一流中的多个滑动窗口查询数据

您可以编写查询以发送输出，其中的每个列值都是使用同一流上定义的不同滑动窗口计算的。

在以下示例中，查询将发送输出股票行情机、价格、a2 和 a10。查询将发送股票代码的输出，这些代码的两行移动平均值超过了 10 行移动平均值。a2 和 a10 列值派生自 2 行和 10 行滑动窗口。

CREATE OR REPLACE STREAM "DESTINATION_SQL_STREAM" (
                           ticker_symbol      VARCHAR(12), 
                           price              double, 
                           average_last2rows  double, 
                           average_last10rows double);

CREATE OR REPLACE PUMP "myPump" AS INSERT INTO "DESTINATION_SQL_STREAM"
SELECT STREAM ticker_symbol, 
              price, 
              avg(price) over last2rows, 
              avg(price) over last10rows
FROM SOURCE_SQL_STREAM_001
WINDOW
    last2rows AS (PARTITION BY ticker_symbol ROWS 2 PRECEDING),
    last10rows AS (PARTITION BY ticker_symbol ROWS 10 PRECEDING);

要针对演示流测试此查询，请按照示例 1中介绍的测试过程操作。