Apache Beamでの状態管理の仕組みはどのように機能していますか？

Apache Beamにおいて、状態管理はState APIを使用して行われます。State APIを使用することで、Beamパイプラインは要素を処理しながら状態の維持や更新が可能となります。状態はランナーの実装によって、メモリ内または外部ストレージに保存されることがあります。

Beamの状態管理には、Keyed StateとTimely Stateの2種類があります。Keyed StateはKeyに関連付けられた状態であり、例えばGroupByKey操作で管理される状態です。一方、Timely Stateは時間に関連付けられた状態であり、例えばWindow操作で管理される状態です。

Keyed StateはState APIのStateful DoFnを介してアクセスおよび更新することができます。Stateful DoFnはParDoの特殊なタイプであり、各要素を処理する際にKeyed Stateにアクセスおよび変更を行うことができます。Timely StateはWindow操作内でState APIを使用することでアクセスおよび更新することができます。

Beamのランナーは、状態管理の実装の詳細をバックグラウンドに隠し、状態の一貫性と耐障害性を確保します。異なるランナーは、状態を管理するために異なる方法を取ることがあります。たとえば、状態をメモリ内に保存するか、外部ストレージに保存するかもしれません。BeamのState APIは、開発者がビジネスロジックに専念し、状態管理の詳細を心配する必要がないように、状態にアクセスして更新するための統一された方法を提供します。