译:Flink ---分布式运行时

flink 1.7

任务和运算符链


对于分布式执行,Flink将操作员子任务链接到任务中。每个任务由一个线程执行。将运营商链接到任务是一项有用的优化:它可以减少线程到线程切换和缓冲的开销,并在降低延迟的同时提高整体吞吐量。可以配置链接行为;有关详细信息,请参阅链接文档。

下图中的示例数据流由五个子任务执行,因此具有五个并行线程。

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Job管理器,任务管理器,客户端


Flink运行时包含两种类型的进程:

  • JobManagers(也称为master)协调分布式执行。他们安排任务,协调检查点,协调故障恢复等。

总是至少有一个Job Manager。高可用性设置将具有多个JobManagers,其中一个始终是领导者,其他人处于待机状态。

  • TaskManagers(也称为worker)执行数据流的任务(或更具体地说,子任务),并缓冲和交换数据流。

必须始终至少有一个TaskManager。

JobManagers和TaskManagers可以通过多种方式启动:作为独立集群直接在计算机上,在容器中,或由YARN或Mesos等资源框架管理。 TaskManagers连接到JobManagers,宣布自己可用,并被分配工作。

客户端不是运行时和程序执行的一部分,但用于准备数据流并将数据流发送到JobManager。之后,客户端可以断开连接或保持连接以接收进度报告。客户端作为触发执行的Java / Scala程序的一部分运行,或者在命令行进程中运行./bin/flink run ....


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任务槽和资源


每个worker(TaskManager)都是一个JVM进程,可以在不同的线程中执行一个或多个子任务。为了控制worker接受的任务数量,worker有所谓的任务槽(至少一个)。

每个任务槽代表TaskManager的固定资源子集。例如,具有三个插槽的TaskManager将其1/3的托管内存专用于每个插槽。切换资源意味着子任务不会与来自其他作业的子任务竞争托管内存,而是具有一定量的保留托管内存。请注意,这里没有CPU隔离;当前插槽只分离任务的托管内存。

通过调整任务槽的数量,用户可以定义子任务如何相互隔离。每个TaskManager有一个插槽意味着每个任务组在一个单独的JVM中运行(例如,可以在一个单独的容器中启动)。拥有多个插槽意味着更多子任务共享同一个JVM。同一JVM中的任务共享TCP连接(通过多路复用)和心跳消息。它们还可以共享数据集和数据结构,从而减少每任务开销。

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默认情况下,Flink允许子任务共享插槽,即使它们是不同任务的子任务,只要它们来自同一个作业。结果是一个槽可以保存作业的整个管道。允许此插槽共享有两个主要好处:

  • Flink集群需要与作业中使用的最高并行度一样多的任务槽。无需计算程序总共包含多少任务(具有不同的并行性)。

  • 更容易获得更好的资源利用率。没有插槽共享,非密集源/ map()子任务将阻止与资源密集型窗口子任务一样多的资源。通过插槽共享,将示例中的基本并行性从2增加到6可以充分利用时隙资源,同时确保繁重的子任务在TaskManagers之间公平分配。


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    API还包括可用于防止不期望的时隙共享的资源组机制。

根据经验,一个很好的默认任务槽数就是CPU核心数。使用超线程,每个插槽然后需要2个或更多硬件线程上下文。

后端状态


存储键/值索引的确切数据结构取决于所选的状态后端。一个状态后端将数据存储在内存中的哈希映射中,另一个状态后端使用RocksDB作为键/值存储。除了定义保存状态的数据结构之外,状态后端还实现逻辑以获取键/值状态的时间点快照,并将该快照存储为检查点的一部分。


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保存点


用Data Stream API编写的程序可以从保存点恢复执行。保存点允许更新程序和Flink群集,而不会丢失任何状态。

保存点是手动触发的检查点,它捕获程序的快照并将其写入状态后端。他们依靠常规的检查点机制。在执行期间,程序会定期在工作节点上创建快照并生成检查点。对于恢复,仅需要最后完成的检查点,并且一旦完成新检查点,就可以安全地丢弃旧检查点。

保存点与这些定期检查点类似,不同之处在于它们由用户触发,并且在较新的检查点完成时不会自动过期。可以从命令行创建保存点,也可以通过REST API取消作业。

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