Flink| 实时需要分析

========================实时流量统计

 1. 实时热门商品HotItems

 每隔 5 分钟输出最近一小时内点击量最多的前 N 个商品。
 抽取出业务时间戳，告诉 Flink 框架基于业务时间做窗口
 • 过滤出点击行为数据
 • 按一小时的窗口大小，每 5 分钟统计一次，做滑动窗口聚合（ Sliding Window）
 • 按每个窗口聚合，输出每个窗口中点击量前 N 名的商品

2. 实时流量统计 NetworkFlow

 "实时流量统计" 对于一个电商平台而言，用户登
  录的入口流量、不同页面的访问流量 都是值得分析的重要数据，而这些数据，可以
  简单地从 web 服务器的日志中提取出来。
 
  实现"热门页面浏览数"的统计，也就是读取服务器日志中的每
  一行log统计在一段时间内用户访问每一个url的次数，然后排序输出显示。
  具体做法为：
  每隔 5 秒，输出最近 10 分钟内访问 量最多的前 N 个 URL。可以看出，这个需求与之前“实时热门商品统计”非常类似，
  所以我们完全可以借鉴此前的代码。

3. PV 网站页面流量 - PageView

  衡量网站流量一个最简单的指标，就是网站的页面浏览量（Page View PV ）；
  用户每次打开一个页面便记录 1 次 PV ，多次打开同一页面则浏览量累计。一般来说PV 与来访者的数量成正比，但是 PV 并不直接决定页面的真实来访者数量，
  如同一个来访者通过不断的刷新页面，也可以制造出非常高的 PV 。
  我们知道，用户浏览页面时，会从浏览器向网络服务器 发出一个请求 Request网络服务器接到这个请求后，会将该请求对应的一个网页（ Page ）发送给浏览器
  从而产生了一个 PV。所以我们的统计方法，可以是从 web 服务器的日志中去提取对应的页面访问然后统计，就向上一节中的做法一样；也可以直接从埋点日志中提
  取用户发来的页面请求，从而统计出总浏览量。
 
  实现一个网站总浏览量的统计。可以设置滚动时间窗口，实时统计每小时内的网站 PV

 
4. UV 独立访客数

* 上例中，我们统计的是所有用户对页面的所有浏览行为，也就是说，同一用户的浏览行为会被重复统计。而在实际应用中，我们往往还会关注，在一段
* 时间内到底有多少不同的用户访问了网站。另外一个统计流量的重要指标是网站的独立访客数（Unique Visitor UV ）。 UV指的是一段时间（比如一小时）内访问网站 的 总人数， 1 天内同一访客的多次访问
* 只记录为一个访客。通过 IP 和 cookie 一般 是判断 UV 值的两种方式。 当客户端第一次访问某个网站服务器的时候，网站服务器会给这个客户端的电脑发出 一个 Cookie
* 通常放在这个客户端电脑的 C 盘当中。在这个 Cookie 中会分配一个独一无二的编号，这其中会记录一些访问服务器的信息，如访问时间，访问了哪些页面等等。当你下次再访问这个服务器的时候，服务器就可以直接从你的电脑中找到上一次放进去的
* Cookie 文件，并且对其进行一些更新，但那个独一无二的编号是不会变的。
* 此例中可以根据 userId 来区分不同的用户。

 
5. 使用布隆过滤器查重-过滤的UV统计

/**
  * 上例中，把所有数据的userId 都存在了窗口计算的状态里，在窗口收集数据的过程中，状态会不断增大。一般情况下，只要不超出内存的承受范围，
  * 这种做法也没什么问题；但如果我们遇到的数据量很大呢？把所有数据暂存放到内存里，显然不是一个好注意。我们会想到，可以利用 redis这种内存级 k v 数据库，为我们做一个缓存。
  * 但如果我们遇到的情况非常极端，数据大到惊人呢？比如上亿级的用户，要去重计算 UV 。
  * 如果放到redis 中，亿级的用户id （每个 20 字节左右的话）可能需要几G甚至几十G的空间来存储。当然放到 redis 中，用集群进行扩展也不是不可以，但明显
  * 代价太大了。一个更好的想法是，其实我们不需要完整地存储用户ID 的信息，只要知道他在不在就行了。所以其实我们可以进行压缩处理，用一位（ bit ）就可以表示一个用户
  * 的状态。这个思想的具体实现就是布隆过滤器（ Bloom Filter ）。
  * 本质上布隆过滤器是一种数据结构，比较巧妙的概率型数据结构（probabilisticdata structure ），特点是高效地插入和查询，可以用来告诉你 “某样东西一定不存在或者可能存在”。
  * 它本身是一个很长的二进制向量，既然是二进制的向量，那么显而易见的，存放的不是 0 ，就是 1 。 相比于传统的 List 、 Set 、 Map 等数据结构，它更高效、占用空间更少，
  * 但是缺点是其返回的结果是概率性的，而不是确切的。
  * 我们的目标就是，利用某种方法（一般是Hash 函数）把每个数据，对应到一个位图的某一位上去；如果数据存在，那一位就是1，不存在则为 0 。
  */
 

判断当前最大的时间戳 <= 当前的watermark，就返回一个TriggerResult.FIRE（触发）；否则就注册一个定时器（关窗的操作）

TriggerResult的类型：CONTINUE-什么都不做继续处理窗口；FIRE触发窗口的计算操作但并不会关闭窗口清除它的状态；PURGE清除窗口的状态；FIRE_AND_PURGE触发并清除掉；

redis：

==========================市场营销商业指标统计分析===========

* 对于电商企业来说，一般会通过各种不同的渠道对自己的APP进行市场推广，而这些渠道的统计数据（比如，不同网站上广告链接的点击量、APP下载量）就成了市场营销的重要商业指标。
* 首先考察分渠道的市场推广统计。
* 需要自定义一个测试源SimulatedEventSource来生成用户行为的事件流。
*1. 分渠道统计 AppMarketingByChannel.scala

/**
  * 2. 不分渠道（总量）统计
  * 同样我们还可以考察不分渠道的市场推广统计，这样得到的就是所有渠道推广的总量 AppMarketing.scala 。
  * /

/**
  * 电商网站的市场营销商业指标中，除了自身的APP 推广，还会考虑到页面上的广告投放（包括自己经营的产品和其它网站的广告）。 所以广告相关的统计分析，也是市场营销的重要指标。
  * 对于广告的统计，最简单也最重要的就是页面广告的点击量，网站往往需要根据广告点击量来制定定价策略和调整推广方式，而且也可以借此收集用户的偏好信息。
  * 更加具体的应用是，我们可以根据用户的地理位置进行划分，从而总结出不同省份用户对不同广告的偏好，这样更有助于广告的精准投放。
  * 3. 页面广告点击量统计
  * 接下来我们就进行页面广告按照省份划分的点击量的统计。AdStatisticsByGeo .scala 文件 。
  * 自定义一些测试数据AdClickLog，用来生成用户点击广告行为的事件流。
  * 主函数以 province 进行 keyBy ，然后开一小时的时间窗口，滑动距离为5秒，统计窗口内的点击事件数量。
  *
  * 广告点击量统计，同一用户的重复点击是会叠加计算的。在实际场景中，同一用户确实可能反复点开同一个广告，这也说明了用户对广告更大的兴趣；
  * 但是如果用户在一段时间非常频繁地点击广告，这显然不是一个正常行为，有刷点击量的嫌疑。所以我们可以对一段时间内（比如一天内）的用户点击行为进行约束，
  * 如果对同一个广告点击超过一定限额（比如 100 次），应该把该用户加入黑名单并报警，此后其点击行为不应该再统计。
  * 4. 黑名单过滤

 
==========================恶意登录监控==================

* 对于网站而言，用户登录并不是频繁的业务操作。如果一个用户短时间内频繁登录失败，就有可能是出现了程序的恶意攻击，比如密码暴力破解。因此我们考虑，
* 应该对用户的登录失败动作进行统计，具体来说，如果同一用户（可以是不同 IP)在2秒之内连续两次登录失败，就认为存在恶意登录的风险，输出相关的信息进行
* 报警提示。这是电商网站、也是几乎所有 网站风控的基本一环。
* 1. 状态编程的方式实现：LoginFail .scala
* 由于同样引入了时间，我们可以想到，最简单的方法其实与之前的热门统计类似，只需要按照用户 ID 分流，然后遇到登录失败的事件时将其保存在 ListState 中，
* 然后设置一个定时器，2秒后触发。定时器触发时检查状态中的登录失败事件个数，如果大于等于2，那么就输出报警信息。
*
* 新建一个单例对象。 定义样例类LoginEvent ，这是输入的登录事件流。登录数据本应该从UserBehavior日志里提取
* 由于UserBehavior.csv中没有做相关埋点，从另一个文件 LoginLog.csv 中读取登录数据 。
*
*
* 2. 优化操作：
* 第一次的代码实现中我们可以看到，直接把每次登录失败的数据存起来、设置定时器一段时间后再读取，这种做法尽管简单，但和我们开始的需求还是略有差异
* 的。这种做法只能隔 2 秒之后去判断一下这期间是否有多次失败登录，而不是在一次登录失败之后、再一次登录失败时就立刻报警。这个需求如果严格实现起来，相
* 当于要判断任意紧邻的事件，是否符合某种模式。于是我们可以想到，这个需求其实可以不用定时器触发，直接在状态中存取上一次登录失败的事件，每次都做判断和比对，就可以实现最初的需求。
* 在代码MatchFunction中删掉onTimer processElement
*

* 我们通过对状态编程的改进，去掉了定时器，在 process function 中做了
* 更多的逻辑处 理，实现了最初的需求。不过这种方法里有很多的条件判断，目前仅仅实现的是检测“连续2次登录失败”，这是最简单的情形。
* 如果需要检测更多次，内部逻辑显然会变得非常复杂。那有什么方式可以方便地实现呢？
* flink为我们提供了CEP Complex Event Processing ，复杂事件处理库，用于在流中筛选符合某种复杂模式的事件。
* 3. 基于 CEP 来完成这个模块的实现。

========================订单支付实时监控=========================

在电商网站中，订单的支付作为直接与营销收入挂钩的一环，在业务流程中非常重要。对于订单而言，为了正确控制业务流程，也为了增加用户的支付意愿，网
 站一般会设置一个支付失效时间，超过一段时间不支付的订单就会被取消。另外，对于订单的支付，我们还应保证用户支付的正确性，这可以通过第三方支付平台的
 对于订单的支付，我们还应保证用户支付的正确性，这可以通过第三方支付平台的交易数据来做一个实时对账。

将实现这两个需求。交易数据来做一个实时对账。

* 在电商平台中最终创造收入和利润的是用户下单购买的环节；更具体一点，是用户真正完成支付动作的时候。用户下单的行为可以表明用户对商品的需求，但
* 在现实中，并不是每次下单都会被用户立刻支付。当拖延一段时间后，用户支付的意愿会降低。所以为了让用户更有紧迫感从而提高支付转化率，同时也为了防范订
* 单支付环节的安全风险，电商网站往往会对订单状态进行监控，设置一个失效时间（比如 15 分钟），如果下单后一段时间仍未支付，订单就会被 取消。
* 使用 CEP 实现
* 利用 CEP 库来实现这个功能。我们先将事件流按照订单号orderId分流，
* 定义这样的一个事件模式：在15分钟内，事件“create”与pay非严格紧邻，这样调用.select 方法时，就可以同时获取到匹配出的事件和超时未匹配的事件。
* 1. CEP实现订单超时报警

* 2. 用状态编程来实现：
* 我们同样可以利用Process Function ，自定义实现检测订单超时的功能。为了简化问题，我们只考虑超时报警的情形，在 pay 事件超时未发生的情况下，输出超时报警信息。
* 一个简单的思路是，可以在订单的create 事件到来后注册定时器，15分钟后触发；然后再用一个布尔类型的 Value 状态来作为标识位，表明 pay 事件是否发生过。
* 如果 pay 事件已经发生，状态被置为 true ，那么就不再需要 做什么操作；而如果 pay事件一直没来，状态一直为 false，到定时器触发时，就应该输出超时报警信息。
* 现在只考虑两种情况：①来一个create，来一个pay  create后边有pay就正常匹配，如果没来就超时报警
* 乱序的数据，有可能create和pay的先后顺序
* 超时报警的情况： 遇到create设一个定时器，遇到pay改一个状态（或者不删定时器，直接设定一个状态看有没有pay来过，有则定时器触发时说是正常的，没有就超时报警

-----来自两条流的订单交易匹配----------

* 对于订单支付事件，用户支付完成其实并不算完，我们还得确认平台账户上是否到账了。而往往这会来自不同的日志信息，所以我们要同时读入两条流的数据来
* 做合并处理。这里我们利用 connect 将两条流进行连接，
* 1. 用自定义的CoProcessFunction 进行处理。

* 2. 双流join
* window join（Tumbling Window Join、 Sliding Window Join）适用于两条流join，后边还要开窗口的分析
*Interval join（区间join）适用于传感器报警（温度烟雾出现异常，它俩时间得匹配上在同一时间范围内同时出现，温度又升高的很快）
* Join中当做状态保存起来
*此需求是两条流匹配上就可以了

 
统计类：读取数据、做简单包装转换map、filter、按某个字段分组，开窗，做聚合
   排序| TopN：再做一个ProcessFunction，把所有数据都收集到排序输出；
以上是基于DataStreamAPI，也可以用高级API、TableAPI和FlinkSQL
业务流程中的状态做检测输出和警告：自定义编程、状态
事件逻辑、风控：CEP