1、为什么要学习Flink
这几年大数据的飞速发展,出现了很多热门的开源社区,其中著名的有 Hadoop、Storm,以及后来的 Spark,他们都有着各自专注的应用场景。Spark 掀开了内存计算的先河,也以内存为赌注,赢得了内存计算的飞速发展。Spark 的火热或多或少的掩盖了其他分布式计算的系统身影。就像 Flink,也就在这个时候默默的发展着。
在国外一些社区,有很多人将大数据的计算引擎分成了 4 代,当然,也有很多人不会认同。我们先姑且这么认为和讨论。
首先第一代的计算引擎,无疑就是 Hadoop 承载的 MapReduce。这里大家应该都不会对 MapReduce 陌生,它将计算分为两个阶段,分别为 Map 和 Reduce。对于上层应用来说,就不得不想方设法去拆分算法,甚至于不得不在上层应用实现多个 Job 的串联,以完成一个完整的算法,例如迭代计算。
由于这样的弊端,催生了支持 DAG 框架的产生。因此,支持 DAG 的框架被划分为第二代计算引擎。如 Tez 以及更上层的 Oozie。这里我们不去细究各种 DAG 实现之间的区别,不过对于当时的 Tez 和 Oozie 来说,大多还是批处理的任务。
接下来就是以 Spark 为代表的第三代的计算引擎。第三代计算引擎的特点主要是 Job 内部的 DAG 支持(不跨越 Job),以及强调的实时计算。在这里,很多人也会认为第三代计算引擎也能够很好的运行批处理的 Job。
随着第三代计算引擎的出现,促进了上层应用快速发展,例如各种迭代计算的性能以及对流计算和 SQL 等的支持。Flink 的诞生就被归在了第四代。这应该主要表现在 Flink 对流计算的支持,以及更一步的实时性上面。当然 Flink 也可以支持 Batch 的任务,以及 DAG 的运算。
2、什么是Flink
Apache Flink是一个分布式大数据处理引擎,可对有界数据流和无界数据流进行有状态计算。 可部署在各种集群环境,对各种大小的数据规模进行快速计算。什么是有界数据流和无界数据流?
1、无界流有一个开始但没有定义的结束。它们不会在生成时终止并提供数据。必须持续处理无界流,即必须在摄取事件后立即处理事件。无法等待所有输入数据到达,因为输入是无界的,并且在任何时间点都不会完成。处理无界数据通常要求以特定顺序(例如事件发生的顺序)摄取事件。
2、有界流具有定义的开始和结束。可以在执行任何计算之前通过摄取所有数据来处理有界流。处理有界流不需要有序摄取,因为可以始终对有界数据集进行排序。有界流的处理也称为批处理。
Apache Flink擅长处理无界和有界数据集。精确控制时间和状态使Flink的运行时能够在无界流上运行任何类型的应用程序。有界流由算法和数据结构内部处理,这些算法和数据结构专门针对固定大小的数据集而设计,从而产生出色的性能。
3、Flink历史
Flink诞生于欧洲的一个大数据研究项目,原名 StratoSphere。该项目是柏林工业大学的一个研究性项目,早期专注于批计算。2014 年,StratoSphere 项目中的核心成员孵化出 Flink,并在同年将 Flink 捐赠 Apache,后来 Flink 顺利成为 Apache 的顶级大数据项目。同时 Flink 计算的主流方向被定位为流计算,即用流式计算来做所有大数据 的计算工作,这就是 Flink 技术诞生的背景。
Apache Flink起了个大早,赶了个晚集,在 2015 年突然出现在大数据舞台,然后似乎在一夜之间从一个无人所知的系统迅速转变为人人皆知的流式处理引擎。
2014 年 Flink 作为主攻流计算的大数据引擎开始在开源大数据行业内崭露头角。区别于 Storm、Spark Streaming 以及其他流式计算引擎的是:它不仅是一个高吞吐、低延迟的 计算引擎,同时还提供很多高级功能。比如它提供有状态的计算,支持状态管理,支持强一致性的数据语义以及支持 Event Time,WaterMark 对消息乱序的处理等
2015 年是流计算百花齐放的时代,各个流计算框架层出不穷。Storm, JStorm, Heron, Flink, Spark Streaming, Google Dataflow (后来的 Beam) 等等。其中 Flink 的一致性语义和最接近 Dataflow 模型的开源实现,使其成为流计算框架中最耀眼的一颗。也许这也 是阿里看中 Flink的原因,并决心投入重金去研究基于 Flink的 Blink框架。
4、Flink的特点
- 支持java(主)和 scala api(真香)
- 流(dataStream)批(dataSet)一体化
- 支持事件处理和无序处理通过DataStream API,基于DataFlow数据流模型
- 在不同的时间语义(事件时间,摄取时间、处理时间)下支持灵活的窗口(时间,滑动、翻滚,会话,自定义触发器)
- 支持有状态计算的Exactly-once(仅处理一次)容错保证
- 支持基于轻量级分布式快照checkpoint机制实现的容错,checkpoint生成的目录fink会自己自动删除
- 支持savepoints 机制,一般手动触发,在升级应用或者处理历史数据是能够做到无状态丢失和最小停机时间
- 兼容hadoop的mapreduce,集成YARN,HDFS,Hbase 和其它hadoop生态系统的组件
- 支持大规模的集群模式,支持yarn、Mesos。可运行在成千上万的节点上
- 在dataSet(批处理)API中内置支持迭代程序
- 支持图处理(批) 机器学习(批) 复杂事件处理(流)
- 健壮的切换能力在in-memory和out-of-core中
- 自动反压机制
- 高效的自定义内存管理