StreamOperator源碼簡析

StreamOperator是任務執行過程中實際處理類，上層由StreamTask調用，下層調用UserFunction,列舉一些常見的StreamOperator

• env.addSource對應StreamSource
• dataStream.map 對應StreamMap
• dataStrem.window對應WindowOperator
• dataStream.addSink對應StreamSink
• dataStream.keyBy(..).process對應KeyedProcessOperator

StreamOperator涉及資料處理、checkpoint、狀态存儲、定時調用等，本篇幅将從源碼角度分析StreamOperator所涉及的核心調用流程。

StreamOperator層級結構

 最頂層是一個StreamOperator的接口，定義了其生命周期一些方法，繼承接口如下：

• CheckpointListener接口，notifyCheckpointComplete表示checkpoint完成後的回調方法
• KeyContext接口，用于目前key的切換，使用在KeyedStream中state的key設定
• Disposable接口，dispose方法定義了資源釋放
• Serializable序列化接口

AbstractStreamOperator是StreamOperator的基礎抽象實作類，所有的operator都必須繼承該抽象類；

AbstractUdfStreamOperator 是繼承AbstractStreamOperator的抽象實作類，其内部包含了userFunction, 在Task的生命周期都會調用userFunction中對應的方法；

OneInputStreamOperator、TwoInputStreamOperator都是繼承StreamOperator的接口，分别表示處理一個輸入、兩個輸入的Operator，包含了processElement/processWatermark/processLatencyMarker方法;

• OneInputStreamOperator實作類StreamMap、WindowOperator、KeyedProcessOperator等單流入處理operator
• TwoInputStreamOperator實作類CoStreamMap、KeyedCoProcessOperator、IntervalJoinOperator等多流處理operator

StreamSource表示的source端的operator,其既沒有實作OneInputStreamOperator接口也沒有實作TwoInputStreamOperator接口，由于其為流處理的源頭，不需要接受輸入

AbstractStreamOperator/AbstractUdfStreamOperator分析

AbstractStreamOperator是所有operator的基礎抽象類，而AbstractUdfStreamOperator則是面向userFunction調用，接下來分析一下這兩個類，其大部分方法都是由StreamTask觸發調用，用于初始化或者資源釋放等操作,以StreamTask.invoke方法為入口來分析裡面的方法：

• initializeState狀态初始化，會調用到StreamOperator的initializeState方法，初始化operatorStateBackend/keyedStateBackend狀态後端，定時器恢複初始化，對于KeyedState來說會自動初始化恢複，但是operatorState則需要手動初始化恢複，是以在其繼承的AbstractUdfStreamOperator會調用userFunction的initializeState方法，前提是該userFunction需要實作CheckpointedFunction接口；
• open初始化方法，在AbstractStreamOperator中是一個空的實作，通常可以在userFunction重寫open方法完成一些使用者初始化工作，例如建立資源連結
• run方法，在任務正常情況下一直執行的方法，根據收到的不同資料類型調用AbstractStreamOperator不同的方法

1. 如果是watermark,會調用其processWatermark方法，在該方法裡面做一些定時觸發的判斷與調用
2. 如果是LatencyMarker，其表示的是一個延時标記，同于統計資料從source到下遊operator耗時，會調用 processLatencyMarker方法，在該方法裡面會上報Histogram類型的metric, 在預設情況下該功能是關閉的
3. 如果是StreamRecord，也就是處理的業務資料，首先會調用setKeyContextElement方法，用于切換 KeyedStream類型的的statebackend的目前key, 然後調用processElement具體的資料處理流程
4. 如果是CheckpointBarrier，表示的是需要checkpoint，首先會調用prepareSnapshotPreBarrier方法，在AbstractStreamOperator中是一個空實作doNothing,然後調用snapshotState方法，在AbstractUdfStreamOperator會調用userFunction的snapshotState方法，前提是該userFunction需要實作CheckpointedFunction接口；

• close方法，任務正常結束調用方法，在AbstractStreamOperator中是一個空的實作，通常可以在userFunction重寫close方法完成一些資源釋放；
• dispose方法，任務正常結束或者異常結束調用的方法，如果是異常結束那麼就會調用到close方法，正常結束不會重複調用，在dispose裡面完成一些狀态最終資源的釋放;