【原创】StreamInsight查询系列（二十四）——查询模式之模式匹配

上篇文章介绍了查询模式中如何实现指数平滑法，这篇博文将介绍StreamInsight中如何实现模式匹配。

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 startTime = new DateTime(2011, 9, 28).ToLocalTime();
var source = new[]
{
    PointEvent.CreateInsert(startTime.AddSeconds(0), 1),
    PointEvent.CreateInsert(startTime.AddSeconds(20), 2),
    PointEvent.CreateInsert(startTime.AddSeconds(21), 1),
    PointEvent.CreateInsert(startTime.AddSeconds(40), 3),
    PointEvent.CreateCti<int>(startTime.AddSeconds(51)),
};

接下去将上述数据源转变为点类型复杂事件流：

var xs = source.ToStream(Application);

模式匹配

问题：怎样在StreamInsight中实现找出如下模式“找出所有的1号事件，保证在其发生后的30秒内没有2号事件出现”？

阅读过《StreamInsight查询系列（十八）——查询模式之趋势发现》的读者相信可以很快的写出类似下面的查询：

var ret = from e in xs.Where(e => e == 1)
          where xs.Where(e2 => e2 == 2)
                  .AlterEventLifetime(
                        e2 => e2.StartTime - TimeSpan.FromSeconds(30) + TimeSpan.FromTicks(1),
                        e2 => TimeSpan.FromSeconds(30))
                  .IsEmpty()
           select e;

结果如下：

不错，这样的确能够解决上述问题。但是这里要介绍的是另外一种方法：使用用户自定义流运算符进行模式匹配，我们希望使用如下的语句就能得到结果：

xs.Scan(new SimplePatternMatcher());

下面是具体的实现过程：

/// <summary>
/// 查找值为1的事件（1号事件）并且该事件在30秒内不后随值为2的事件（2号事件）。
/// </summary>
[DataContract]
public sealed class SimplePatternMatcher : CepPointStreamOperator<int, DateTime>
{
    [DataMember]
    DateTimeOffset? _nextCti;

    [DataMember]
    // 记录下一个Cti出现之前的所有1号事件的时间戳
    readonly Queue<DateTimeOffset> _active = new Queue<DateTimeOffset>();

    public override bool IsEmpty
    {
        // 当没有任何1号事件出现时，标识运算符为空。
        get { return _active.Count == 0; }
    }

    public override DateTimeOffset? NextCti
    {
        get { return _nextCti; }
    }

    public override IEnumerable<DateTime> ProcessEvent(PointEvent<int> inputEvent)
    {
        // 响应输入的时间戳产生输出。
        // 任何30秒内没有匹配2号事件的1号事件模式的事件都将输出
        while (_active.Count > 0 && _active.Peek().AddSeconds(30) <= inputEvent.StartTime)
        {
            yield return _active.Dequeue().UtcDateTime;
        }

        // 根据新的输入事件更新流运算符的状态。
        if (inputEvent.EventKind == EventKind.Insert)
        {
            if (inputEvent.Payload == 1)
                _active.Enqueue(inputEvent.StartTime);
            else if (inputEvent.Payload == 2)
                _active.Clear();
        }

        // 如果存在1号事件，设置其30秒后输出
        // if needed.
        if (_active.Count > 0)
        {
            _nextCti = _active.Peek().AddSeconds(30);
        }
    }
}

这里稍微介绍一下从CepPointStreamOperator覆盖的属性和函数，它们分别是：

• ProcessEvent 方法。生成输出并更新运算符的内部状态，以便响应各输入事件。 ProcessEvent 接收一个输入事件并且可以返回零个或多个输出负载。

• IsEmpty 属性。指示运算符的内部状态是否为空。在为 true 时，StreamInsight 查询引擎可能会放弃运算符实例以降低内存使用率。

• NextCti 属性。指示 CTI 事件将发送到运算符的下一个时间点。通过覆盖此属性，可以让用户定义的运算符在将来的特定时间点生成输出，或者在经过某个应用程序时间间隔后指示其内部状态为空。

最终的结果如下：

 

好了，至此StreamInsight查询模式所有部分介绍完毕！