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大数据培训面试Flink八股文分享 [复制链接]

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1.简单介绍一下Flink

Flink是一个面向流处理和批处理的分布式数据计算引擎,能够基于同一个Flink运行,可以提供流处理和批处理两种类型的功能。在Flink的世界观中,一切都是由流组成的,离线数据是有界的流;实时数据是一个没有界限的流:这就是所谓的有界流和无界流。

2.Flink的运行必须依赖Hadoop组件吗

Flink可以完全独立于Hadoop,在不依赖Hadoop组件下运行。但是做为大数据的基础设施,Hadoop体系是任何大数据框架都绕不过去的。Flink可以集成众多Hadooop组件,例如Yarn、Hbase、HDFS等等。例如,Flink可以和Yarn集成做资源调度,也可以读写HDFS,或者利用HDFS做检查点。

3.Flink集群运行时角色

Flink运行时由两种类型的进程组成:一个JobManager和一个或者多个TaskManager。

Client不是运行时和程序执行的一部分,而是用于准备数据流并将其发送给JobManager。之后,客户端可以断开连接(分离模式),或保持连接来接收进程报告(附加模式)。客户端可以作为触发执行Java/Scala程序的一部分运行,也可以在命令行进程./bin/flinkrun...中运行。

可以通过多种方式启动JobManager和TaskManager:直接在机器上作为standalone集群启动、在容器中启动、或者通过YARN等资源框架管理并启动。TaskManager连接到JobManagers,宣布自己可用,并被分配工作。

JobManager:

JobManager具有许多与协调Flink应用程序的分布式执行有关的职责:它决定何时调度下一个task(或一组task)、对完成的task或执行失败做出反应、协调checkpoint、并且协调从失败中恢复等等。这个进程由三个不同的组件组成:

ResourceManager

ResourceManager负责Flink集群中的资源提供、回收、分配,管理taskslots。

Dispatcher

Dispatcher提供了一个REST接口,用来提交Flink应用程序执行,并为每个提交的作业启动一个新的JobMaster。它还运行FlinkWebUI用来提供作业执行信息。

JobMaster

JobMaster负责管理单个JobGraph的执行。Flink集群中可以同时运行多个作业,每个作业都有自己的JobMaster。

TaskManagers:

TaskManager(也称为worker)执行作业流的task,并且缓存和交换数据流。

必须始终至少有一个TaskManager。在TaskManager中资源调度的最小单位是taskslot。TaskManager中taskslot的数量表示并发处理task的数量。请注意一个taskslot中可以执行多个算子。

4.Flink相比SparkStreaming有什么区别

1.架构模型

SparkStreaming在运行时的主要角色包括:Master、Worker、Driver、Executor,Flink在运行时主要包含:Jobmanager、Taskmanager和Slot。

2.任务调度

SparkStreaming连续不断的生成微小的数据批次,构建有向无环图DAG,SparkStreaming会依次创建DStreamGraph、JobGenerator、JobScheduler。

Flink根据用户提交的代码生成StreamGraph,经过优化生成JobGraph,然后提交给JobManager进行处理,JobManager会根据JobGraph生成ExecutionGraph,ExecutionGraph是Flink调度最核心的数据结构,JobManager根据ExecutionGraph对Job进行调度。

3.时间机制

SparkStreaming支持的时间机制有限,只支持处理时间。Flink支持了流处理程序在时间上的三个定义:处理时间、事件时间、注入时间。同时也支持watermark机制来处理滞后数据。

4.容错机制

对于SparkStreaming任务,我们可以设置checkpoint,然后假如发生故障并重启,我们可以从上次checkpoint之处恢复,但是这个行为只能使得数据不丢失,可能会重复处理,不能做到恰一次处理语义。

Flink则使用两阶段提交协议来解决这个问题。

5.介绍下Flink的容错机制(checkpoint)

Checkpoint机制是Flink可靠性的基石,可以保证Flink集群在某个算子因为某些原因(如异常退出)出现故障时,能够将整个应用流图的状态恢复到故障之前的某一状态,保证应用流图状态的一致性。Flink的Checkpoint机制原理来自“Chandy-Lamportalgorithm”算法。

每个需要Checkpoint的应用在启动时,Flink的JobManager为其创建一个CheckpointCoordinator(检查点协调器),CheckpointCoordinator全权负责本应用的快照制作。

CheckpointCoordinator(检查点协调器),CheckpointCoordinator全权负责本应用的快照制作。

CheckpointCoordinator(检查点协调器)周期性的向该流应用的所有source算子发送barrier(屏障)。

当某个source算子收到一个barrier时,便暂停数据处理过程,然后将自己的当前状态制作成快照,并保存到指定的持久化存储中,最后向CheckpointCoordinator报告自己快照制作情况,同时向自身所有下游算子广播该barrier,恢复数据处理

下游算子收到barrier之后,会暂停自己的数据处理过程,然后将自身的相关状态制作成快照,并保存到指定的持久化存储中,最后向CheckpointCoordinator报告自身快照情况,同时向自身所有下游算子广播该barrier,恢复数据处理。

每个算子按照步骤3不断制作快照并向下游广播,直到最后barrier传递到sink算子,快照制作完成。

当CheckpointCoordinator收到所有算子的报告之后,认为该周期的快照制作成功;否则,如果在规定的时间内没有收到所有算子的报告,则认为本周期快照制作失败。

6.Flinkcheckpoint与SparkStreaming的有什么区别或优势吗

sparkstreaming的checkpoint仅仅是针对driver的故障恢复做了数据和元数据的checkpoint。而flink的checkpoint机制要复杂了很多,它采用的是轻量级的分布式快照,实现了每个算子的快照,及流动中的数据的快照。

7.Flink是如何保证Exactly-once语义的

Flink通过实现两阶段提交和状态保存来实现端到端的一致性语义。分为以下几个步骤:

开始事务(beginTransaction)创建一个临时文件夹,来写把数据写入到这个文件夹里面

预提交(preCommit)将内存中缓存的数据写入文件并关闭

正式提交(

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