Flink and OLAP|青训营笔记

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第四天,今天我重新复习第二节课后,结合课堂和预习资料,对于FLink支持OLAP的场景有了新的理解,做了以下总结:

Flink如何支持OLAP的场景

Flink 做 OLAP 的优势
  • 统一引擎: 流处理、批处理、OLAP 统一使用 Flink 引擎;

    • 降低学习成本,仅需要学习一个引擎;
    • 提高开发效率,很多 SQL 是流批通用;
    • 提高维护效率,可以更集中维护好一个引擎;
  • 既有优势: 利用 Flink 已有的很多特性,使 OLAP 使用场景更为广泛;

    • 使用流处理的内存计算、Pipeline;
    • 也可以支持批处理数据落盘能力;
    • 支持代码动态生成;
  • 相互增强: OLAP 能享有现有引擎的优势,同时也能增强引擎能力

    • 无统计信息场景的优化;
    • 开发更高效的算子;
    • 使 Flink 同时兼备流、批、OLAP 处理的能力,成为更通用的框架。
Flink OLAP 场景的挑战
  • 秒级和毫秒级的小作业;

  • 作业频繁启停、资源碎片;

    • Flink OLAP 计算相比流式和批式计算,最大的特点是 Flink OLAP 计算是一个面向秒级和毫秒级的小作业,作业在启动过程中会频繁申请内存、网络以及磁盘资源,导致 Flink 集群内产生大量的资源碎片;
  • Latency + 高 APS 要求;

    • OLAP 最大的特点是查询作业对 Latency 和 QPS 有要求的,需要保证作业在 Latency 的前提下提供比较高的并发调度和执行能力,这就对 Flink 引擎提出了一个新的要求。
Flink OLAP 架构现状
  • Client: 提交 SQL Query;

  • Gateway: 接收 Client 提交的 SQL Query,对 SQL 进行语法解析和查询优化,生成 Flink 作业执行计划,提交给 Session 集群;

  • Session Cluster: 执行作业调度及计算,并返回结果。

    • JobManager 管理作业的执行,在接收到 Gateway 提交过来的作业逻辑执行计划后,将逻辑执行计划转换为物理执行计划,为每个物理计算任务分配资源,将每个计算任务分发给不同的 TaskManager 执行,同时管理作业以及每个计算任务执行状态;
    • TaskManager执行具体的计算任务,采用线程模型,为每个计算任务创建计算线程,根据计算任务的上下游数据依赖关系跟上游计算任务建立/复用网络连接,向上游计算任务发送数据请求,并处理上游分发给它的数据。
Flink 在 OLAP 架构上的问题与设想
  • 架构与功能模块:

    • JobManager 与 ResourceManager 在一个进程内启动,无法对JobManager 进行水平扩展;
    • Gateway 与 Flink Session Cluster 互相独立,无法进行统一管理;
  • 作业管理及部署模块:

    • JobManager 处理和调度作业时,负责的功能比较多,导致单作业处理时间长、并占用了过多的内存;
    • TaskManager 部署计算任务时,任务初始化部分耗时验证,消耗大量 CPU;
  • 资源管理及计算任务调度:

    • 资源申请及资源释放流程链路过长;
    • Slot 作为资源管理单元,JM 管理 slot 资源,导致 JM 无法感知到 TM 维度的资源分布,使得资源管理完全依赖于 ResourceManager;
  • 其他:

    • 作业心跳与 Failover 机制,并不合适 AP 这种秒级或毫秒级计算场景;
    • AP 目前使用 Batch 算子进行计算,这些算子初始化比较耗时;