【原创】StreamInsight查询系列（五）——基本查询操作之用户自定义聚合

上篇博文介绍了StreamInsight基础查询操作中的聚合部分。这篇文章将主要介绍如何在StreamInsight查询中使用用户自定义聚合。

测试数据准备

为了方便测试查询，我们首先准备一个静态的测试数据源：

var weatherData = new[]
{
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 0, 00, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -9.0, StationCode = 71395, WindSpeed = 4}, 
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 0, 30, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -4.5, StationCode = 71801, WindSpeed = 41},
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 1, 00, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -8.8, StationCode = 71395, WindSpeed = 6}, 
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 1, 30, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -4.4, StationCode = 71801, WindSpeed = 39},
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 2, 00, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -9.7, StationCode = 71395, WindSpeed = 9}, 
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 2, 30, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -4.6, StationCode = 71801, WindSpeed = 59},
    new { Timestamp = new DateTime(2010, 1, 1, 3, 00, 00, DateTimeKind.Utc), Temperature = -9.6, StationCode = 71395, WindSpeed = 9},
};

weatherData代表了一系列的天气信息（时间戳、温度、气象站编码以及风速）。

接下去将weatherData转变为点类型复杂事件流：

var weatherStream = weatherData.ToPointStream(Application,
    t => PointEvent.CreateInsert(t.Timestamp, t),
    AdvanceTimeSettings.IncreasingStartTime);

用户自定义聚合

问题1：怎样计算每当一个新事件到达时，过去5个事件的平均值？

要实现问题1中的语义，我们需要使用CountByStartTimeWindow，一个可能的写法如下：

var averageQuery = from win in weatherStream
    .CountByStartTimeWindow(5, CountWindowOutputPolicy.PointAlignToWindowEnd)
    select new
    {
        AverageTemperature = win.Avg(e => e.Temperature),
        AverageWindspeed = win.Avg(e => e.WindSpeed)
    };
(from p in averageQuery.ToIntervalEnumerable() where p.EventKind == EventKind.Insert select p).Dump(); 

然而当我们运行上面程序的时候，会得到下面的运行时异常：

Unhandled Exception: Microsoft.ComplexEventProcessing.InvalidDefinitionException: Microsoft.ComplexEventProcessing.Compiler.CompilerException: The window-based operator 'Aggregate.1.1' contains one or more aggregates that are not supported in count-based windows.

错误大意是计数窗口不支持内置的聚合函数。既然不能使用内置的聚合函数，那么只有自定义了。没错！这就是StreamInsight自定义聚合。

要自定义StreamInsight聚合，用户需要从CepAggregate类（时间不敏感）或CepTimeSensitiveAggregate类（时间敏感）派生出自己的聚合类。对于这里的例子，我们选择与时间不敏感的CepAggregate类派生：

// 定义SimpleAggregate自定义聚合的具体实现，它计算一系列输入元素的平均值
public class SimpleAggregate : CepAggregate<double, double>
{
    public override double GenerateOutput(IEnumerable<double> payloads)
    {
        return payloads.Average();
    }
}

虽然定义好了SimpleAggregate的实现内容，但是我们目前还没法使用它。我们还必须提供LINQ的扩展方法才能允许查询编写者使用用户自定义聚合，如下：

// 定义扩展方法UserDefinedAggregate以使用户自定义聚合函数
// (SimpleAggregate.GenerateOutput)可以被查询使用
public static class UDAExtension
{
    [CepUserDefinedAggregate(typeof(SimpleAggregate))]
    public static double UserDefinedAggregate<TInput>(this CepWindow<TInput> window,
        Expression<Func<TInput, double>> map)
    {
        throw CepUtility.DoNotCall();
    }
}

扩展方法是一个签名，它使得查询编写者能够使用用户自定义的聚合并编译查询。

最终的结果包含以下3个事件：

下一篇将介绍StreamInsight基础查询操作中的分组聚合部分。