Flink架构与原理

Flink集群运行剖析

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：Client是提交作业的客户端，虽然不是运行时和作业执行时的一部分，但它负责准备和提交作业到JobManager，它可以运行在任何机器上，只要与JobManager环境连通即可。

JobManager：JobManager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、并且协调从故障中恢复等，JobManager根据客户端提交的应用将应用分解为子任务，从资源管理器（YARN等）申请所需的计算资源，然后分发任务到TaskManager执行，并跟踪作业的执行状态等。整个集群有且仅有一个活跃的JobManager，高可用（HA）设置中可能有多个 JobManager，其中一个始终是 leader，其他的则是 standby

TaskManager：TaskManager是Flink集群的工作进程。Task被调度到TaskManager上执行。TaskManager相互通信，只为在后续的Task之间交换数据，在 TaskManager 中资源调度的最小单位是 task slot。TaskManager 中 task slot 的数量表示并发处理 task 的数量。请注意一个 task slot 中可以执行多个算子

Task：Flink中的每一个操作算子称为一个Task（任务）。Task是基本的工作单元，由Flink的Runtime来执行。每个Task在一个JVM线程中执行。多个Task可以在同一个JVM进程中共享TCP连接（通过多路复用技术）和心跳信息。它们还可能共享数据集和数据结构，从而降低每个Task的开销。

Task Slot：TaskManager为了控制执行的Task数量，将计算资源（内存）划分为多个Task Slot（任务槽），每个Task Slot代表TaskManager的一份固定内存资源，Task则在Task Slot中执行。

1、运行模式

Flink有多种运行模式，可以运行在一台机器上，称为本地（单机）模式；也可以使用YARN作为底层资源调度系统以分布式的方式在集群中运行，称为Flink On YARN模式；还可以使用Flink自带的资源调度系统，不依赖其他系统，称为Flink Standalone模式。还有将Flink部署到Kubernetes的模式，称为Flink On Kubernetes模式。

1.1、单机（本地）模式

直接下载jar包后启动。

1.2、Flink Standalone模式

Flink Standalone模式为经典的主从（Master/Slave）架构，资源调度是Flink自己实现的。集群启动后，主节点上会启动一个JobManager进程，类似YARN集群的ResourceManager，因此主节点也称为JobManager节点；各个从节点上会启动一个TaskManager进程，类似YARN集群的NodeManager，因此从节点也称为TaskManager节点。

执行流程：Client接收到Flink应用程序后，将作业提交给JobManager。JobManager要做的第一件事就是分配Task（任务）所需的资源。完成资源分配后，Task将被JobManager提交给相应的TaskManager，TaskManager会启动线程开始执行。在执行过程中，TaskManager会持续向JobManager汇报状态信息，例如开始执行、进行中或完成等状态。作业执行完成后，结果将通过JobManager发送给Client

1.3、Flink On YARN模式

YARN只负责资源的管理和调度，运行哪种应用程序由用户自己实现，因此可能在YARN上同时运行MapReduce程序、Spark程序、Flink程序等。

Flink On YARN模式下的运行架构：

1.4、Flink On Kubernetes模式

这种模式没用过，不做介绍