学不会去当产品吧？Flink实战任务调优

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背景

在大数据领域我们都知道，开发是最简单，任务的合理调优、问题排查才是最重要的。我们在之前的文章《Flink面试通关手册》中也讲解过，作者结合线上出现的一些问题，总结了一些任务调优需要注意的点。

一些简单的原则

我们在之前的文章《Flink面试通关手册》中提到过一个问题，Flink任务延迟高，想解决这个问题，你会如何入手？

当时我们给出的答案是：

在Flink的后台任务管理中，我们可以看到Flink的哪个算子和task出现了反压。最主要的手段是资源调优和算子调优。资源调优即是对作业中的Operator的并发数（parallelism）、CPU（core）、堆内存（heap_memory）等参数进行调优。作业参数调优包括：并行度的设置，State的设置，checkpoint的设置。

事实上，延迟最终的结果一般都是任务的最终失败，我们在调优线上问题时，有一个最简单的原则：

先看指标，定位问题？

再看资源，是否足够？

三看吞吐，是否反压？

四看JVM，是否OOM？

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先看指标，定位问题

Flink 提供的 Metrics 可以在 Flink 内部收集一些指标，通过这些指标让开发人员更好地理解作业或集群的状态。由于集群运行后很难发现内部的实际状况，跑得慢或快，是否异常等，开发人员无法实时查看所有的 Task 日志，比如作业很大或者有很多作业的情况下，该如何处理？此时 Metrics 可以很好的帮助开发人员了解作业的当前状况。

再看资源，是否足够

我们通过上述的指标定位问题时，基本可以通过延迟与吞吐指标可以对任务的性能进行精准的判断，精确的找到问题发生的代码位置。一般这些位置会出现以下错误：

• Operator的并发数（parallelism）不合理

• CPU（core）不合理

• 堆内存（heap_memory）等参数设置不合理

• 并行度的设置不合理

• State的设置不合理

• checkpoint的设置不合理

我们在设置这些参数时要注意：

• 并行度（parallelism）：保证足够的并行度，并行度也不是越大越好，太多会加重数据在多个solt/task manager之间数据传输压力，包括序列化和反序列化带来的压力。

• CPU：CPU资源是task manager上的solt共享的，注意监控CPU的使用。

• 内存：内存是分solt隔离使用的，注意存储大state的时候，内存要足够。

• 网络：大数据处理，flink节点之间数据传输会很多，服务器网卡尽量使用万兆网卡。

三看吞吐，是否反压

关于 Flink 的反压问题，我们之前介绍的已经够多了。参考《Flink网络传输优化》Flink 内部是基于 producer-consumer 模型来进行消息传递的，Flink的反压设计也是基于这个模型。Flink 使用了高效有界的分布式阻塞队列，就像 Java 通用的阻塞队列（BlockingQueue）一样。下游消费者消费变慢，上游就会受到阻塞。

在实践中，很多情况下的反压是由于数据倾斜造成的，这点我们可以通过 Web UI 各个 SubTask 的 Records Sent 和 Record Received 来确认，另外 Checkpoint detail 里不同 SubTask 的 State size 也是一个分析数据倾斜的有用指标。

Flink 1.11 版本中对于 Flink 反压问题本身做了一些优化，例如使用Unaligned Checkpoint + rocksdb生成Checkpoint，使用rocksdb缓存checkpoint, 并且从原来的全量生成改为增量生成的方式, 速度更快。

另外还需要注意的是，用户代码的执行效率问题（频繁被阻塞或者性能问题）和TaskManager 的内存以及 GC 问题。

四看JVM，是否OOM？

官网给出的参数如下：

这里面最重要的几个：

taskmanager.memory.process.size: 512m
taskmanager.memory.framework.heap.size: 64m
taskmanager.memory.framework.off-heap.size: 64m
taskmanager.memory.jvm-metaspace.size: 64m
taskmanager.memory.jvm-overhead.fraction: 0.2
taskmanager.memory.jvm-overhead.min: 16m
taskmanager.memory.jvm-overhead.max: 64m
taskmanager.memory.network.fraction: 0.1
taskmanager.memory.network.min: 1mb
taskmanager.memory.network.max: 256mb

他们各自的意思，需要大家去查询一下官方文档。

JVM本身配置的主要参数无非以下这些：

堆设置
-Xms :初始堆大小
-Xmx :最大堆大小
-XX:NewSize=n :设置年轻代大小
-XX:NewRatio=n: 设置年轻代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4
-XX:SurvivorRatio=n :年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
-XX:MaxPermSize=n :设置持久代大小
收集器设置
-XX:+UseSerialGC :设置串行收集器
-XX:+UseParallelGC :设置并行收集器
-XX:+UseParalledlOldGC :设置并行年老代收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC :设置并发收集器
垃圾回收统计信息
-XX:+PrintHeapAtGC GC的heap详情
-XX:+PrintGCDetails GC详情
-XX:+PrintGCTimeStamps 打印GC时间信息
-XX:+PrintTenuringDistribution 打印年龄信息等
-XX:+HandlePromotionFailure 老年代分配担保（true or false）
并行收集器设置
-XX:ParallelGCThreads=n :设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
-XX:MaxGCPauseMillis=n :设置并行收集最大暂停时间
-XX:GCTimeRatio=n :设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
并发收集器设置
-XX:+CMSIncrementalMode :设置为增量模式。适用于单CPU情况。
-XX:ParallelGCThreads=n :设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数

我们可以利用一些简单的JVM日志分析工具看出JVM设置的参数问题出在哪里。

总结

整体来看，Flink 的调优基本是以上的大原则，具体需要根据实际问题进行调节。另外小编不建议大家使用Scala，问题难排查，维护成本高。不要图方便。

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