Flink 常用物理分区算子(Physical Partitioning)

在Flink中,常见的物理分区策略有:随机分配(Random)、轮询分配(Round-Robin)、重缩放(Rescale)和广播(Broadcast)。

接下来,我们通过源码和Demo分别了解每种物理分区算子的作用和区别。

(1) 随机分区(shuffle)

最简单的重分区方式就是直接"洗牌"。通过调用 DataStream 的.shuffle()方法,将数据随机地分配到下游算子的并行任务中去。

随机分区服从均匀分布(uniform distribution),所以可以把流中的数据随机打乱,均匀地传递到下游任务分区。因为是完全随机的,所以对于同样的输入数据, 每次执行得到的结果也不会相同。

经过随机分区之后,得到的依然是一个 DataStream。

我们可以做个简单测试:将数据读入之后直接打印到控制台,将输出的并行度设置为 2,

中间经历一次 shuffle。执行多次,观察结果是否相同。

java 复制代码
package com.flink.DataStream.PhysicalPartitioning;

import org.apache.flink.streaming.api.datastream.DataStreamSource;
import org.apache.flink.streaming.api.environment.StreamExecutionEnvironment;

/**
 * flink 常用物理分区算子-shuffle:随机分区-洗牌
 */
public class flinkShuffle {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        StreamExecutionEnvironment streamExecutionEnvironment = StreamExecutionEnvironment
                .getExecutionEnvironment();

        streamExecutionEnvironment.setParallelism(2);

        DataStreamSource<String> socketDataStreamSource = streamExecutionEnvironment.socketTextStream("localhost", 8888);

        // TODO 随机分区
        socketDataStreamSource.shuffle().print();
        // TODO 轮询分区
        //socketDataStreamSource.rebalance().print();
        // TODO 重缩放分区
        //socketDataStreamSource.rescale().print();
        // TODO 广播
        //socketDataStreamSource.broadcast().print();
        // TODO 全局分区
        //socketDataStreamSource.global().print();

        streamExecutionEnvironment.execute();
    }
}

查看执行结果

复制代码
  2> 1
  2> 2
  1> 3
  
  1> 1
  1> 2
  2> 3

在上述实验中,我们设置全局env的并行度为2,尝试执行2次job,发现2次执行的结果不一致,因为shuffle的完全随机性,将输入流分配到不同的分区中,且每次分配可能不一样。

(2) 轮询分区(Round-Robin)

轮询,简单来说就是"发牌",按照先后顺序将数据做依次分发。通过调用 DataStream的.rebalance()方法,就可以实现轮询重分区。

rebalance 使用的是 Round-Robin 负载均衡算法,可以将输入流数据平均分配到下游的并行任务中去。

java 复制代码
stream.reblance()
java 复制代码
设置全局env的并行度为2,尝试执行3次job,发现3次执行的结果一致
1> 1
2> 2

1> 1
2> 2

1> 1
2> 2

1> 1
2> 2

(3) 重缩放分区(rescale)

重缩放分区和轮询分区非常相似。当调用 rescale()方法时,其实底层也是使用 Round-Robin 算法进行轮询,但是只会将数据轮询发送到下游并行任务的一部分中。

rescale 的做法是分成小团体,发牌人只给自己团体内的所有人轮流发牌。

java 复制代码
stream.rescale()
java 复制代码
设置全局env的并行度为2,尝试执行3次job,发现3次执行的结果一致
1> 1
2> 2

1> 1
2> 2

1> 1
2> 2

1> 1
2> 2

(4) 广播(broadcast)

这种方式其实不应该叫做"重分区",因为经过广播之后,数据会在不同的分区都保留一份,可能进行重复处理。

可以通过调用 DataStream 的 broadcast()方法,将输入数据复制并发送到下游算子的所有并行任务中去。

java 复制代码
stream.broadcast()
java 复制代码
将输入数据复制并发送到下游算子的所有并行任务中去
2> 1
1> 1

2> 2
1> 2

(5) 全局分区(global)

全局分区也是一种特殊的分区方式。这种做法非常极端,通过调用.global()方法,会将所有的输入流数据都发送到下游算子的第一个并行子任务中去。

这就相当于强行让下游任务并行度变成了1,所以使用这个操作需要非常谨慎,可能对程序造成很大的压力。

java 复制代码
stream.global()
java 复制代码
将所有的输入流数据都发送到下游算子的第一个并行子任务中去
强行让下游任务并行度变成了1,即使你并行度设置为了2
1> 1
1> 2

1> 1
1> 2

1> 1
1> 2
相关推荐
云表无代码开发37 分钟前
雷军救WPS“三次”!WPS注入新生力量,不再抄袭微软
大数据·microsoft
燧机科技SuiJi3 小时前
山体坍塌落石滑坡泥石流监测系统 落石泥石流监控摄像机
大数据·人工智能·深度学习·yolo
AOI小白新手上路5 小时前
autodl常用的tar 打包下载(数据集)命令手册:逐段拆解与套用模板
java·大数据·数据库
TMT星球5 小时前
工博会2026丨它石智航联合创始人陈同庆:从模型到产线,让机器人在真实场景创造真实价值
大数据·人工智能
2401_865261637 小时前
亦唐科技:大数据如何驱动精准商业决策
大数据·科技
xiaomuzuirenzhen8 小时前
2027秋招项目复盘:数据科学与大数据技术专业如何从代码实现讲到业务价值
大数据
派小心.9 小时前
网站统计采样数据的误差核对
大数据·服务器·前端·数据库·人工智能·小程序·数据分析
JAVA_AI人工智能项目实战9 小时前
大模型结构演进.学习笔记
大数据·人工智能·语言模型·架构
古法老登瞎折腾10 小时前
大数据智能运维实战(二):准备一个可复现的运维实验环境
java·大数据·运维·spring ai·mcp
数字新视界10 小时前
机房动环监控助力智能管理
大数据·服务器·数据库·动环监控系统·动力与环境监控系统