一、Flink 运行时的组件

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  1. 作业管理器(JobManager)
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  2. 任务管理器(TaskManager)
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    Flink中 任务管理器TaskManager 会向 资源管理器ResourceManager 注册它的插槽;

    hadoop中 datanode 会向 namenode 周期性地发送所有存在的Block信息(文件信息、每一个文件对应的文件块的信息和每一个文件块在DataNode的信息),而namenode会将这些信息存储在内存中;

  3. 资源管理器(ResourceManager)

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  4. 分发器(Dispatcher)

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二、任务提交流程

  • 任务提交流程
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  • 任务提交流程(YARN)
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三、任务调度原理

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四、思考

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  1. 对每个任务设置并行度,并行执行任务
  2. 每个 slot共享组 内子任务最大并行度的和【每个组可能会有多个slot】
  3. 任务的合并:并行度相同、并且是 one-to-one 操作、同一共享组;到底包含多少任务得看并行度和任务的合并情况。

slot共享组、任务合并后面有详细的介绍。

4.1 并行度(Parallelism)

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  • 一个特定算子的子任务(subtask)的个数被称之为其并行度(parallelism)。
  • 一般情况下【只有一个共享组时】,一个stream 的并行度,可以认为就是其所有算子中最大的并行度。

4.2 TaskManager 和 Slots

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任务合并:上面原本是7个子任务,经过合并任务后,只需要5个slot。

  • Flink 中每一个 TaskManager 都是一个JVM进程,它可能会在独立的线程上执行一个或多个子任务
  • 为了控制一个 TaskManager 能接收多少个 task, TaskManager 通过 task slot 来进行控制(一个 TaskManager 至少有一个 slot)

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子任务共享slot:避免有些线程忙的忙死,闲的闲死

  • 默认情况下,Flink 允许子任务共享 slot,即使它们是不同任务的子任务。 这样的结果是,一个 slot 可以保存作业的整个管道。【但前后必须是不同的任务,为了并行进行了任务的拆分,而又把拆分的任务放到一个slot中,这样子做效率更低】
  • Task Slot 是静态的概念,是指 TaskManager 具有的并发执行能力

4.3 并行子任务的分配

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注意:C要进行不同slot、甚至是不同TaskManage的交互;B不用。

4.4 程序与数据流(DataFlow)

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  • 所有的Flink程序都是由三部分组成的: Source 、Transformation 和 Sink。

  • Source 负责读取数据源;Transformation 利用各种算子进行处理加工;Sink负责输出。

  • 在运行时,Flink上运行的程序会被映射成“逻辑数据流”(dataflows),它包含了这三部分

  • 每一个dataflow以一个或多个sources开始以一个或多个sinks结束。dataflow类似于任意的有向无环图(DAG)

  • 在大部分情况下,程序中的转换运算(transformations)跟dataflow中的算子(operator)是一一对应的关系

4.5 执行图(ExecutionGraph)

Flink 中的执行图可以分成四层:StreamGraph -> JobGraph ->
ExecutionGraph -> 物理执行图

  • ➢ StreamGraph:是根据用户通过 Stream API 编写的代码生成的最初的图。用来表示程序的拓扑结构。
  • ➢ JobGraph:StreamGraph经过优化后生成了 JobGraph,提交给 JobManager的数据结构。主要的优化为,将多个符合条件的节点 chain 在一起作为一个节点
  • ➢ ExecutionGraph:JobManager 根据 JobGraph 生成ExecutionGraph。ExecutionGraph是JobGraph的并行化版本,是调度层最核心的数据结构。
  • ➢ 物理执行图:JobManager 根据 ExecutionGraph 对 Job 进行调度后,在各个TaskManager 上部署 Task 后形成的“图”,并不是一个具体的数据结构。

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4.6 数据传输形式

• 一个程序中,不同的算子可能具有不同的并行度

• 算子之间传输数据的形式可以是 one-to-one (forwarding) 的模式也可以是redistributing 的模式,具体是哪一种形式,取决于算子的种类

  • One-to-one:stream维护着分区以及元素的顺序(比如source和map之间)。这意味着map 算子的子任务看到的元素的个数以及顺序跟 source 算子的子任务生产的元素的个数、顺序相同。map、fliter、flatMap等算子都是one-to-one的对应关系。
  • Redistributing:stream的分区会发生改变。每一个算子的子任务依据所选择的transformation发送数据到不同的目标任务。例如,keyBy 基于 hashCode 重分区、而 broadcast 和 rebalance 会随机重新分区,这些算子都会引起redistribute过程,而 redistribute 过程就类似于 Spark 中的 shuffle 过程。【批处理要先洗牌,而流处理只要发牌即可】

4.7 任务链(Operator Chains)

任务的合并

  • Flink 采用了一种称为任务链的优化技术,可以在特定条件下减少本地通信的开销。为了满足任务链的要求,必须将两个或多个算子设为相同的并行度,并通过本地转发(local forward)的方式进行连接
  • 相同并行度的 one-to-one 操作,Flink 这样相连的算子链接在一起形成一个 task,原来的算子成为里面的 subtask
  • 并行度相同并且是 one-to-one 操作同一共享组,条件缺一不可

eg:
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