Flink引入

        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。

Flink是什么

Apache Flink是一个框架和分布式处理引擎,用于对无界和有界数据流进行有状态计算。Flink设计为在所有常见的集群环境中运行,以内存速度和任何规模执行计算。

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Flink前身

Apache Flink 的前身是柏林理工大学一个研究性项目, 在 2014 被 Apache 孵化器所接受,然后迅速地成为了Apache Software Foundation的顶级项目之一。

Flink特点

现有的开源计算方案,会把流处理和批处理作为两种不同的应用类型:流处理一般需要支持低延迟、Exactly-once保证,而批处理需要支持高吞吐、高效处理。Flink是完全支持流处理,也就是说作为流处理看待时输入数据流是无界的;批处理被作为一种特殊的流处理,只是它的输入数据流被定义为有界的。

Flink组件栈

Flink 首先支持了 Scala 和 Java 的 API,Python 也正在测试中。Flink 通过 Gelly 支持了图操作,还有机器学习的 FlinkML。Table 是一种接口化的 SQL 支持,也就是 API 支持,而不是文本化的 SQL 解析和执行。对于完整的 Stack 我们可以参考下图。

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Flink 为了更广泛的支持大数据的生态圈,其下也实现了很多 Connector 的子项目。最熟悉的,当然就是与 Hadoop HDFS 集成。其次,Flink 也宣布支持了 Tachyon、S3 以及 MapRFS。不过对于 Tachyon 以及 S3 的支持,都是通过 Hadoop HDFS 这层包装实现的,也就是说要使用 Tachyon 和 S3,就必须有 Hadoop,而且要更改 Hadoop 的配置(core-site.xml)。如果浏览 Flink 的代码目录,我们就会看到更多 Connector 项目,例如 Flume 和 Kafka。

Deployment层:主要涉及了Flink的部署模式,Flink支持多种部署模式:本地、集群(Standalone/YARN)、云(GCE/EC2)

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Runtime层:提供了支持Flink计算的全部核心实现,比如:支持分布式Stream处理、JobGraph到ExecutionGraph的映射、调度等等,为上层API层提供基础服务

API层:主要实现了面向无界Stream的流处理和面向Batch的批处理API,其中面向流处理对应DataStream API,面向批处理对应DataSet API

Libaries层

  • 在API层之上构建的满足特定应用的实现计算框架,也分别对应于面向流处理和面向批处理两类

  • 面向流处理支持:CEP(复杂事件处理)、基于SQL-like的操作(基于Table的关系操作)

  • 面向批处理支持:FlinkML(机器学习库)、Gelly(图处理)

 

Flink use cases

为什么我会接触到 Flink 呢?因为我目前在负责的是监控平台的告警部分,负责采集到的监控数据会直接往 kafka 里塞,然后告警这边需要从 kafka topic 里面实时读取到监控数据,并将读取到的监控数据做一些 聚合/转换/计算 等操作,然后将计算后的结果与告警规则的阈值进行比较,然后做出相应的告警措施(钉钉群、邮件、短信、电话等)。画了个简单的图如下:

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