Spark Structured Streaming中Eventtime与Processingtime处理实时与延迟数据方式及其Watermark应用场景详解

一、 引言

Spark Structured Streaming 是一种用于处理实时数据的强大工具。它其实运用了两种不同的时间观念，一种叫做“eventtime”，另一种是“processingtime”。打个比方，就好比我们在处理事情时，有的是按照事情发生的实际时间（eventtime）来处理，而有的则是按照我们开始处理这个事情的时间（processingtime）为准。这两种时间概念，在应对延迟数据和实时数据的问题上，各有各的独特用法和特点，可以说是各显神通呢！这篇东西呢，咱们会仔仔细细地掰扯这两种时间概念的处理手法，还会一起聊聊它们在实际生活中怎么用、有哪些应用场景，保准让你看得明明白白！

二、 Processing Time 的处理方式及应用场景

Processing Time 是 Spark Structured Streaming 中的一种时间概念，它的基础是应用程序的时间，而不是系统的时间。也就是说， Processing Time 代表了程序从开始运行到处理数据所花费的时间。
在处理实时数据时， Processing Time 可能是一个很好的选择，因为它可以让您立即看到新的数据并进行相应的操作。比如，假如你现在正在关注你网站的访问情况，这个Processing Time功能就能马上告诉你，现在到底有多少人在逛你的网站。
以下是使用 Processing Time 处理实时数据的一个简单示例：

val dataStream = spark.readStream.format("socket").option("host", "localhost").option("port", 9999).load()
    .selectExpr("CAST(text AS STRING)")
    .withWatermark("text", "1 second")
    .as[(String, Long)]
val query = dataStream.writeStream
    .format("console")
    .outputMode("complete")
    .start()
query.awaitTermination()

在这个示例中，我们创建了一个 socket 数据源，然后将其转换为字符串类型，并设置 watermark 为 1 秒。这就意味着，如果我们收到的数据上面的时间戳已经超过1秒了，那这个数据就会被我们当作是迟到了的小淘气，然后选择性地忽略掉它。

三、 Event Time 的处理方式及应用场景

Event Time 是 Spark Structured Streaming 中的另一种时间概念，它是根据事件的实际发生时间来确定的。这就意味着，就算大家在同一秒咔嚓一下按下发送键，由于网络这个大迷宫里可能会有延迟、堵车等各种状况，不同信息到达目的地的顺序可能会乱套，处理起来自然也就可能前后颠倒了。
在处理延迟数据时， Event Time 可能是一个更好的选择，因为它可以根据事件的实际发生时间来确定数据的处理顺序，从而避免丢失数据。比如，你正在处理电子邮件的时候，Event Time这个功能就相当于你的超级小助手，它能确保你按照邮件发送的时间顺序，逐一、有序地处理这些邮件，就像排队一样井然有序。
以下是使用 Event Time 处理延迟数据的一个简单示例：

from pyspark.sql import SparkSession
spark = SparkSession.builder.appName("Structured Streaming").getOrCreate()
data_stream = spark \
    .readStream \
    .format("kafka") \
    .option("kafka.bootstrap.servers", "localhost:9092") \
    .option("subscribe", "my-topic") \
    .load() \
    .selectExpr("CAST(key AS STRING)", "CAST(value AS STRING)")
query = data_stream \
    .writeStream \
    .format("console") \
    .outputMode("append") \
    .start()
query.awaitTermination()

在这个示例中，我们从 kafka 主题读取数据，并设置 watermark 为 1 分钟。这就意味着，如果我们超过一分钟没收到任何新消息，那我们就会觉得这个topic已经没啥动静了，到那时咱就可以结束查询啦。

四、 结论

在 Spark Structured Streaming 中， Processing Time 和 Event Time 是两种不同的时间概念，它们分别适用于处理实时数据和处理延迟数据。理解这两种时间概念以及如何在实际场景中使用它们是非常重要的。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用 Spark Structured Streaming。