一、概述
1、介绍
对*和有界数据流进行有状态计算的分布式引擎和框架,并可以使用高层API编写分布式任务,主要包括:
DataSet API(批处理):静态数据抽象为分布式数据集,方便使用操作符进行处理(Python)
DataStream API(流处理):对分布式流数据处理,从而进行各种操作
Table API:将结构化数据抽象为关系表,并使用类SQL的DSL的表进行查询
其他特定领域的库,例如机器学习、图计算
2、分层架构介绍
(1)介绍
分层架构,下层组件提供抽象服务于上层
(2)自下而上各层介绍
Deploy层:Flink的不同部署模式,包括local、Standalone脱机、Cluster、Cloud等
Runtime层:提供Flink计算的核心实现(过程函数ProcessFunction)
API层:面向流(DataStream)处理和批(Batch)处理的API
Libraries层:应用框架,CEP(复杂事件处理)、基于SQL的操作(Table/SQL API)
(3)详解
Runtime层:有状态流通过过程函数(ProcessFunction)嵌入到DataStreamAPI中
API层:DataStream API提供了通用的数据处理构建模块,比如多种形式的转换(transformations),连接(joins),聚合(aggregations),窗口操作(windows)等等。
Libraries层:TableAPI是以表为中心的声明式编程,提供可比较的操作,执行前经过内置优化器进行优化
3、运行组件
(1)组成
作业管理器(JobManager)、资源管理器(ResourceManager)、任务管理器(TaskManager),以及分发器(Dispatcher)
(2)各组件功能
作业管理器JobManager:集群管理者Master和协调者、将作业图(JobGraph)转化为数据流图/执行图;请求资源、分发、协调;
资源管理器ResourceManager:(分配slot插槽)将有空闲插槽的TaskManager分配给JobManager,发起会话、中止释放资源;
任务管理器TaskManager:负责执行计算,(包含一定并发量)注册插槽、与同一程序的task M交换数据;
分发器Dispatcher:跨作业运行、为应用提交提供了REST接口。
Client:将Flink程序提交到集群,建立到JobManager的连接,将Flink Job提交给JobManager
4、Flink的部署模式
(1)Standalone模式
(2)Yarn模式-Hadoop>2.2
两种模式:Session-Cluster和Per-Job-Cluster模式
何时向yarn申请资源,创建flink集群
(3)Kubernetes部署
启动Flink的docker组件:JobManager、TaskManager、JobManagerService
5、任务提交流程
(1)常规
(2)yarn模式
6、任务调度相关概念
(1)TaskManger与Slots:JVM进程、Task Slot是静态的概念,是指TaskManager具有的并发执行能力
(2)程序与数据流(DataFlow):Flink程序-Source、Transformation和Sink,转换运算(transformations)跟dataflow中的算子(operator)是一一对应的关系
(3)执行图(ExecutionGraph):直接映射成的数据流图是StreamGraph,也被称为逻辑流图,需要转换为物理视图
执行图包括4层:StreamGraph->JobGraph->ExecutionGraph->物理执行图
(4)并行度(Parallelism):特定算子的子任务(subtask)的个数
算子之间传输数据的形式:One-to-one类似于窄依赖,Redistributing类似于宽依赖
(5)任务链(OperatorChains):相同并行度的One-to-one操作算子,形成一个task,减少线程之间的切换和基于缓存区的数据交换
7、Flink的基础编程模型
Flink 程序的基本构建是数据输入来自一个 Source,Source 代表数据的输入端,经过 Transformation 进行转换,然后在一个或者多个Sink接收器中结束。
数据流(stream)就是一组永远不会停止的数据记录流,而转换(transformation)是将一个或多个流作为输入,并生成一个或多个输出流的操作。
执行时,Flink程序映射到 streaming dataflows,由流(streams)和转换操作(transformation operators)组成。