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The VLDB Journal
Erschienen in: The VLDB Journal 4/2013

01.08.2013 | Regular Paper

Modeling the execution semantics of stream processing engines with SECRET

verfasst von: Nihal Dindar, Nesime Tatbul, Renée J. Miller, Laura M. Haas, Irina Botan

Erschienen in: The VLDB Journal | Ausgabe 4/2013

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Abstract

There are many academic and commercial stream processing engines (SPEs) today, each of them with its own execution semantics. This variation may lead to seemingly inexplicable differences in query results. In this paper, we present SECRET, a model of the behavior of SPEs. SECRET is a descriptive model that allows users to analyze the behavior of systems and understand the results of window-based queries (with time- and tuple-based windows) for a broad range of heterogeneous SPEs. The model is the result of extensive analysis and experimentation with several commercial and academic engines. In the paper, we describe the types of heterogeneity found in existing engines and show with experiments on real systems that our model can explain the key differences in windowing behavior.
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Fußnoten
1
In a tumbling window, the size of the window is equal to its slide.
 
2
Remember from Definition 3 that a new batch can arrive without \(t^{app}\) advancing.
 
3
We will exclude the batch-driven tick from the discussion for now, since it has similar implications as time-driven tick.
 
4
This is also the explanation for the “evaporating tuples” situation described by Jain et al. [12], which can happen when a system ignores some of the simultanenous tuples while building a tuple-based window whose size is not large enough to accomodate all such tuples.
 
5
We allow the value of \(i_0\) to be negative so that we can flexibly adjust it to model forward and backward windows in a uniform way as in the case of time-based windows.
 
Literatur
1.
Abadi, D. et al.: Aurora: a new model and architecture for data stream management. VLDB J. 12(2) (2003)
2.
Arasu, A. et al.: The CQL continuous query language: semantic foundations and query execution. VLDB J. 15(2) (2006)
3.
Botan, I. et al.: Extending XQuery with window functions. In: VLDB Conference. Vienna, Austria (Sep. 2007)
4.
Botan, I. et al.: Design and Implementation of the MaxStream Federated Stream Processing Architecture. Technical Report TR-632, ETH Zurich Department of Computer Science (June 2009)
5.
Botan, I. et al.: SECRET: a model for analysis of the execution semantics of stream processing systems. In: VLDB Conference, Singapore (Sep. 2010)
6.
Chandrasekaran, S. et al.: TelegraphCQ: continuous dataflow processing for an uncertain world. In: CIDR Conference (2003)
7.
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9.
Dindar, N. et al.: Time-based window execution equivalence across heterogeneous stream processing engines (2012) (under conference submission)
10.
Gedik, B. et al.: SPADE: the system S declarative stream processing engine. In: ACM SIGMOD Conference (2008)
11.
12.
Jain, N. et al.: Towards a streaming SQL standard. In: VLDB Conference, Auckland, New Zealand (Aug. 2008)
13.
Kramer, J., Seeger, B.: Semantics and implementation of continuous sliding window queries over data streams. ACM TODS 34(1) (2009)
14.
Li, L. et al.: Semantics and evaluation techniques for window aggregates in data streams. In: ACM SIGMOD Conference (2005)
15.
Maier, D. et al.: Semantics of data streams and operators. In: ICDT Conference. Edinburgh, Scotland (Jan. 2005)
16.
17.
Motwani, R. et al.: Query Processing, approximation, and resource management in a data stream management system. In: CIDR Conference, Asilomar, CA, USA (Jan. 2003)
18.
19.
20.
Patroumpas, K., Sellis, T.: Window specification over data streams. In: EDBT Workshops (2006)
21.
22.
Srivastava, U., Widom, J.: Flexible time management in data stream systems. In: ACM PODS Conference (2004)
23.
24.
25.
26.
Metadaten
Titel
Modeling the execution semantics of stream processing engines with SECRET
verfasst von
Nihal Dindar
Nesime Tatbul
Renée J. Miller
Laura M. Haas
Irina Botan
Publikationsdatum
01.08.2013
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
The VLDB Journal / Ausgabe 4/2013
Print ISSN: 1066-8888
Elektronische ISSN: 0949-877X
DOI
https://doi.org/10.1007/s00778-012-0297-3

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