Esper学习之五:EPL语法(一)

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        上篇说到了Esper的Context,要是不了解的同学请参看《Esper学习之四:Context》,看过的同学如果还是不理解的话可以给我评论,我将会尽可能的解答。之前有些同学问我Context和Group by有什么区别,其实如果只是很简单的用Context,那么确实没太大区别,无非是在Context下select可以不包含group by修饰的属性。但是Group by明显没有Context强大,很多复杂的分组Group by是没法做到的。不过在能达到同样效果的情况下,我还是建议使用Group by,毕竟Context的名字是不能重复的,而且在高并发的情况下Context会短时间锁住。至于原因,这已经是Esper的高级篇了,这里暂且不说。


        今天开始讲解Esper的重中之重——EPL。EPL可以说是Esper的核心,要是不会将简单的业务需求转化为EPL,更别说复杂的EPL了,最后就等着被客户骂吧。接下来的很多篇都会围绕EPL讲解,大概会有十来篇吧,毕竟英文文档都有140页了,草草两篇根本就说不完。废话不多说,先简单介绍下什么是EPL,即使第一篇有说过,但是这里有必要细说一下。

        EPL,全称Event Processing Language,是一种类似SQL的语言,包含了SELECT, FROM, WHERE, GROUP BY, HAVING 和 ORDER BY子句,同时用事件流代替了table作为数据源,并且能像SQL那样join,filtering和aggregation。所以如果各位有SQL基础的话,简单的EPL很容易掌握。除了select,EPL也有insert into,update,delete,不过含义和SQL并不是很接近。另外还有pattern和output子句,这两个是SQL所没有的。EPL还定义了一个叫view的东西,类似SQL的table,来决定哪些数据是可用的,Esper提供了十多个view,并且保证这些view可以被重复使用。而且用户还可以扩展view成为自定义view来满足需求。在view的基础上,EPL还提供了named window的定义,作用和view类似,但是更加灵活。。。还有很多东西,我再列举估计大家都要晕了,就先说说语法吧。


1.EPL Syntax

[annotations]
[expression_declarations]
[context context_name]
[insert into insert_into_def]
select select_list
from stream_def [as name] [, stream_def [as name]] [,...]
[where search_conditions]
[group by grouping_expression_list]
[having grouping_search_conditions]
[output output_specification]
[order by order_by_expression_list]
[limit num_rows]

        基本上大部分的EPL都是按照这个格式来定义。看过之前几篇的同学应该对里面的某些内容熟悉,比如context context_name,select select_list from stream_def等等。其他的可以先不关心,后面会有详解。比如wher,group by都会有专门的篇幅进行描述。


2.Time Periods

这部分的内容说的是Esper中时间的表达形式。语法如下:

time-period : [year-part] [month-part] [week-part] [day-part] [hour-part]
[minute-part] [seconds-part] [milliseconds-part]
year-part : (number|variable_name) ("years" | "year")
month-part : (number|variable_name) ("months" | "month")
week-part : (number|variable_name) ("weeks" | "week")
day-part : (number|variable_name) ("days" | "day")
hour-part : (number|variable_name) ("hours" | "hour")
minute-part : (number|variable_name) ("minutes" | "minute" | "min")
seconds-part : (number|variable_name) ("seconds" | "second" | "sec")
milliseconds-part : (number|variable_name) ("milliseconds" | "millisecond" |
"msec")

与时间相关的EPL基本都会用到上面列出的东西,举几个例子说明下:

// 计算过去的5分3秒中进入改语句的Fruit事件的平均price
select avg(price) from Fruit.win:time(5 minute 3 sec)

// 每一天输出一次用户的账户总额
select sum(account) from User output every 1 day

用法比较简单,大家可以多试试。要注意的是,Esper规定每月的天数都是30天,所以对准确性要求高的业务,以月为单位进行计算会出现误差的。


3.Comments

注释基本上和Java差不多,只不过他没有/** */和/* */之分,只有/* */和//,毕竟不需要生成文档,所以就没那个必要了。//只能单行注释,而/* */可以多行注释。示例如下:

a.单行注释
// This comment extends to the end of the line.
// Two forward slashes with no whitespace between them begin such comments.
select * from MyEvent

b.多行注释
select * from OtherEvent 
/* this is a very
*important Event */

c.混合注释
select field1 // first comment
/* second comment */ field2 from MyEvent

4.Reserved Keywords

        EPL里如果某个事件属性,或者事件流的名称和EPL的关键字一样,那么必须要以`括起来才可用,`在键盘上esc的下面,1的左边,叫什么忘记了,估计说出来也有很多人不知道。比如:

// insert和Order是关键字,这个EPL无效
select insert from Order

// `insert`和`Order`是属性名称和事件流名称,这个EPL有效
select `insert` from `Order`

5.Escaping Strings

在EPL中,字符串使用单引号或者双引号括起来的,那如果字符串里包含有单引号或者双引号怎么办呢。请看例子:

select * from OrderEvent(name='John')
// 等同于
select * from OrderEvent(name="John")

如果name=John's,则需要反斜杠进行转义。

select * from OrderEvent(name="John\"s")
// 或者
select * from OrderEvent(name='john\'s')

除了使用反斜杠,还可以使用unicode来表示单引号和双引号。

select * from OrderEvent(name="John\u0022s")
// 或者
select * from OrderEvent(name='john\u0027s')

注意在Java编写EPL的时候,反斜杠和无含义的双引号还得转义,不然会和String的双引号冲突。比如

epService.getEPAdministrator().createEPL("select * from OrderEvent(name='John\\'s')");
// ... and for double quotes...
epService.getEPAdministrator().createEPL("select * from OrderEvent(name=\"Quote \\\"Hello\\\"\")");

6.Data Types

        EPL支持Java所有的数值数据类型,包括基本类型及其包装类,同时还支持java.math.BigInteger和java.math.BigDecimal,并且能自动转换数据类型不丢失精度(比如short转int,int转short则不行)。如果想在EPL内进行数据转换,可以使用cast函数。完整例子如下:

import com.espertech.esper.client.EPAdministrator;
import com.espertech.esper.client.EPRuntime;
import com.espertech.esper.client.EPServiceProvider;
import com.espertech.esper.client.EPServiceProviderManager;
import com.espertech.esper.client.EPStatement;
import com.espertech.esper.client.EventBean;
import com.espertech.esper.client.UpdateListener;

/**
 * 可用cast函数将其他的数值数据类型转为BigDecimal。
 * 
 * @author luonanqin
 *
 */
class Banana
{
	private int price;

	public int getPrice()
	{
		return price;
	}

	public void setPrice(int price)
	{
		this.price = price;
	}
}

class CastDataTypeListener1 implements UpdateListener
{
	public void update(EventBean[] newEvents, EventBean[] oldEvents)
	{
		if (newEvents != null)
		{
			EventBean event = newEvents[0];
			// cast(avg(price), int)中间的空格在EPL中可以不写,但是event.get的时候必须加上,建议用as一个别名来代表转换后的值
			System.out.println("Average Price: " + event.get("cast(avg(price), int)") + ", DataType is "
					+ event.get("cast(avg(price), int)").getClass().getName());
		}
	}
}

class CastDataTypeListener2 implements UpdateListener
{
	public void update(EventBean[] newEvents, EventBean[] oldEvents)
	{
		if (newEvents != null)
		{
			EventBean event = newEvents[0];
			System.out.println("Average Price: " + event.get("avg(price)") + ", DataType is " + event.get("avg(price)").getClass().getName());
		}
	}
}

public class CastDataTypeTest
{
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException
	{
		EPServiceProvider epService = EPServiceProviderManager.getDefaultProvider();

		EPAdministrator admin = epService.getEPAdministrator();

		String banana = Banana.class.getName();
		String epl1 = "select cast(avg(price),int) from " + banana + ".win:length_batch(2)";
		String epl2 = "select avg(price) from " + banana + ".win:length_batch(2)";

		EPStatement state1 = admin.createEPL(epl1);
		state1.addListener(new CastDataTypeListener1());
		EPStatement state2 = admin.createEPL(epl2);
		state2.addListener(new CastDataTypeListener2());

		EPRuntime runtime = epService.getEPRuntime();

		Banana b1 = new Banana();
		b1.setPrice(1);
		runtime.sendEvent(b1);

		Banana b2 = new Banana();
		b2.setPrice(2);
		runtime.sendEvent(b2);
	}
}

执行结果:

Average Price: 1, DataType is java.lang.Integer
Average Price: 1.5, DataType is java.lang.Double

要提醒的是,如果某个数除以0,那么默认会返回正无穷大或者负无穷大,不过可以配置这个结果,比如用null来代替。


7.Annotation

EPL也可以写注解,种类不多,大部分简单而有效。不过有些注解内容较多,在这里只是简单介绍,以后会在具体的使用场景进行详细讲解。首先来了解下注解的语法。

// 不包含参数或者单个参数的注解
@annotation_name [(annotation_parameters)]

// 包含多个属性名-值对的注解
@annotation_name (attribute_name = attribute_value, [name=value, ...])

// 多个注解联合使用
@annotation_name [(annotation_parameters)] [@annotation_name [(annotation_parameters)]] [...]

下面讲解具体注解时,会结合语法进行说明。

a) @Name 指定EPL的名称,参数只有一个。例如:@Name("MyEPL")

b) @Description 对EPL进行描述,参数只有一个。例如:@Description("This is MyEPL")

c) @Tag 对EPL进行额外的说明,参数有两个,分别为Tag的名称和Tag的值,用逗号分隔。例如:@Tag(name="author",value="luonanqin")

d) @Priority 指定EPL的优先级,参数只有一个,并且整数(可负可正)。例如:@Priority(10)

e) @Drop 指定事件经过此EPL后不再参与其他的EPL计算,该注解无参数。

f) @Hint 为EPL加上某些标记,让引擎对此EPL产生其他的操作,会改变EPL实例的内存占用,但通常不会改变输出。其参数固定,由Esper提供,之后的篇幅会穿插讲解这个注解的使用场景。

g) @Audit EPL添加此注解后,可以额外输出EPL运行情况,有点类似日志的感觉(当然没有日志的功能全啦),具体使用场景在此先不提。

h) @Hook 与SQL相关,这里暂且不说

i) @EventRepresentation 这是用来指定EPL产生的计算结果事件包含的数据形式。参数只有一个,即array=true或array=false。false为默认值,代表数据形式为Map,若为true,则数据形式为数组。

针对以上几个简单的注解,例子如下:

import com.espertech.esper.client.EPAdministrator;
import com.espertech.esper.client.EPRuntime;
import com.espertech.esper.client.EPServiceProvider;
import com.espertech.esper.client.EPServiceProviderManager;
import com.espertech.esper.client.EPStatement;
import com.espertech.esper.client.EventBean;
import com.espertech.esper.client.UpdateListener;

class Apple
{
	private int price;

	public int getPrice()
	{
		return price;
	}

	public void setPrice(int price)
	{
		this.price = price;
	}
}

class SomeAnnotationListener implements UpdateListener
{
	public void update(EventBean[] newEvents, EventBean[] oldEvents)
	{
		if (newEvents != null)
		{
			EventBean event = newEvents[0];
			// 当加上注解@EventRepresentation(array=true)时,结果事件类型为数组而不是Map。
			// array=false时,也就是默认情况,结果事件类型为数组是Map。
			System.out.println("Sum Price: " + event.get("sum(price)") + ", Event Type is " + event.getEventType().getUnderlyingType());
		}
	}
}

public class SomeAnnotationTest
{
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException
	{
		EPServiceProvider epService = EPServiceProviderManager.getDefaultProvider();

		EPAdministrator admin = epService.getEPAdministrator();

		String apple = Apple.class.getName();
		String epl1 = "@Priority(10)@EventRepresentation(array=true) select sum(price) from " + apple + ".win:length_batch(2)";
		String epl2 = "@Name(\"EPL2\")select sum(price) from " + apple + ".win:length_batch(2)";
		String epl3 = "@Drop select sum(price) from " + apple + ".win:length_batch(2)";

		UpdateListener listenenr = new SomeAnnotationListener();
		EPStatement state1 = admin.createEPL(epl1);
		state1.addListener(listenenr);
		EPStatement state2 = admin.createEPL(epl2);
		state2.addListener(listenenr);
		System.out.println("epl2's name is " + state2.getName());
		EPStatement state3 = admin.createEPL(epl3);
		state3.addListener(listenenr);

		EPRuntime runtime = epService.getEPRuntime();

		Apple a1 = new Apple();
		a1.setPrice(1);
		runtime.sendEvent(a1);

		Apple a2 = new Apple();
		a2.setPrice(2);
		runtime.sendEvent(a2);
	}
}

执行结果:

epl2's name is EPL2
Sum Price: 3, Event Type is class [Ljava.lang.Object;
Sum Price: 3, Event Type is interface java.util.Map
Sum Price: 3, Event Type is interface java.util.Map
可以发现,@Name和@EventRepresentation都起效果了,但是@Priority和@Drop没用,那是因为这两个是要配置才能生效的。以后讲Esper的Configuration的时候会说到。

8.Expression

        Expression类似自定义函数,通常用Lambda表达式来建立的(也有别的方法建立),而Lambda表达式就一个“ => ”符号,表示“gose to”。符号的左边表示输入参数,符号右边表示计算过程,计算结果就是这个表达式的返回值,即Expression的返回值。语法如下:

expression expression_name { expression_body }
expression是关键字,expression_name为expression的名称(唯一),expression_body是expression的具体内容。

expression_body: (input_param [,input_param [,...]]) => expression
input_param必须为事件流的别名,注意不是事件流名称。参数名写什么都可以(当然最好不用关键字),多个参数用逗号分隔,并用圆括号括起来。同时针对lamdba,举个例子一起说明下:

expression middle { x => (x.max+x.min)/2 } select middle(apple) from Apple as apple
1. x表示输入参数,而x.max和x.min都是x代表的事件流的属性,如果事件流没这个属性,expression的定义就是错误的。

2. express的定义必须在使用它的句子之前完成。使用时直接写expression的名字和用圆括号包含要计算的参数即可。再次提醒,expression的参数只能是事件流别名,即apple,别名的定义就如上面那样,事件流之后跟着as,然后再跟别名。

上面这个句子的执行结果,就是middle的计算结果,各位自己试试吧。

对于多个参数的expression定义,例子如下:

expression sumage { (x,y) => x.age+y.age } select sumage(me,you) from Me as me, You as you
要是两个age的数据类型不一样是什么结果呢?还是请各位自己试试。

        expression_body除了可以用lambda表达式之外,还可以用聚合函数,变量,常量,子查询语句,甚至另一个表达式。子查询语句在没有in或者exist关键字的情况下,需要圆括号括起来。示例如下:

expression newsSubq(md) {
(select sentiment from NewsEvent.std:unique(symbol) where symbol = md.symbol)
}
select newsSubq(mdstream) from MarketDataEvent mdstream
针对变量和常量的示例如下:

expression twoPI { Math.PI * 2} select twoPI() from SampleEvent

        对于expression里用另一个expression,EPL不允许在一个句子里建立两个expression,所以就出现了Global-Expression。普通的expression只作用于定义它的epl,如上面所有的包含select子句的epl就是如此。Global-Expression的语法如下:

create expression expression_name { expression_body }
和普通的expression相比,就是多了个create,不过他不能和别的子句放在一起,即他是单独执行的。例如:

epService.getEPAdministrator().createEPL("create expression avgPrice { x => (x.fist+x.last)/2 }");

最后再举个例子说一下某个expression里用另一个expression。

// 先定义全局的avgPrice
create expression avgPrice { x => (x.fist+x.last)/2 }

// bananaPrice Banana事件中包含了first和last属性,否则将报错
expression bananaPrice{ x => avgPrice(x) } select bananaPrice(b) from Banana as b

expression_body里的空格只是为了看着清晰,有没有空格不会有影响。


对于EPL的语法,今天的内容先说到这,各位消化起来应该还是很快的,如果有不明白的可以找我或者看看文档。下篇将讲解select子句和from子句,敬请期待。

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