Flink原理简介和使用(2)

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实时计算 Flink 版,5000CU*H 3个月
简介: Flink原理简介和使用(2)

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  • 所有的Flink由三部分组成 Source、Transformation、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 程序的转换算法(transformations)跟dataflow中的算子(operator)是一一对应关系
但有时候一个transformations可能对应多个operator


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执行图(ExecutionGraph)


由Flink程序直接映射成数据流图 StreamGraph 也被成为逻辑流图 因为它们表示的是计算逻辑的高级视图 
为了执行一个流处理程序 Flink需要将逻辑流图转换为物理数据流图(也叫执行图)详细说明程序的执行方式


  • Flink执行图可以分为四层


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
主要优化为:
将多个符合条件的节点 chain在一起作为一个节点  这样可以减少数据在节点之间流动所需要的序列化/反序列化/传输消耗


  • ExecutionGraph


JobManager根据JobGraph生成了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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并行度(Parallelism)


Flink程序的执行具有并行、分布式特性 
一个流包含了一个或多个分区(stream partition)
而每一个算子(operator)可以包含一个或多个子任务(operator subtask)
这些子任务在不同的线程、不同物理机或不同的容器中不依赖的执行


  • 并行数据流


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一个特定算子的子任务(subtask)的个数被称为并行度
一般情况下 一个流程序的并行度 可以认为其所有算子中最大的并行度


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一个程序中 不同的算子可能具有不同的并行度
Stream在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(比如在source和map operator之间) 维护着分区以及元素的顺序 那意味着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、filter、flatMap等算子都是one-to-one的对应关系
Redistributing:
stream(map()跟keyBy/window之间或者keyBy/window跟slink之间)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 
broadcast和rebalance会随机重新分区
这些算子都会引起redistribute过程
该过程就类似于spark中的shuffle
类似于spark的窄依赖、宽依赖


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