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数据倾斜
判断是否存在数据倾斜
相同 Task 的多个 Subtask 中,个别 Subtask 接收到的数据量明显大于其他 Subtask 接收到的数据量,通过 Flink Web UI 可以精确地看到每个 Subtask 处理了多少数据,即可判断出 Flink 任务是否存在数据倾斜。通常,数据倾斜也会引起反压。
数据倾斜的解决
KeyBy之前发生数据倾斜
如果 keyBy 之前就存在数据倾斜,上游算子的某些实例可能处理的数据较多,某些实例可能处理的数据较小,产生该情况可能是因为数据源的数据本身就不均匀。例如由于某些原因 Kafka 的 topic 中某些 partition 的数据量较大,某些 partition 的数据量较小。对于不存在 keyBy 的 Flink 任务也会出现该情况。
这种情况,需要让 Flink 任务强制进行 shuffle,使用 shuffle、rebalance 或 rescale 算子即可将数据均匀分配,从而解决数据倾斜的问题。
KeyBy之后发生的数据倾斜
聚合操作存在数据倾斜
使用 LocalKeyBy 的思想:在 keyBy 上游算子数据发送之前,首先在上游算子的本地对数据进行聚合后再发送到下游,使下游接收到的数据量大大减少,从而使得 keyBy 之后的聚合操作不再是任务的瓶颈。类似 MapReduce 中 Combiner 的思想,但是这要求聚合操作必须是多条数据或者一批数据才能聚合,单条数据没有办法通过聚合来减少数据量。从 Flink LocalKeyBy 实现原理来讲,必然会存在一个积攒的批次的过程,在上游算子中必须攒够一定的数据量,对这些数据聚合后再发送到下游,即(状态 + ttl)。
注意: Flink 是实时流处理,如果 keyby 之后的聚合操作存在数据倾斜,且没有开窗口的情况下,简单的任务使用两阶段聚合,是不能解决问题的。因为这个时候Flink 是来一条处理一条,且向下游发送一条结果,对于原来 keyby 的维度(第二阶段聚合)来讲,数据量并没有减少,且结果重复就算(非 Flink SQL,未使用回撤流)。
窗口聚合操作存在数据倾斜
因为使用了窗口,变成了有界数据的处理,窗口默认是触发时才会输出一条结果发往下游,所以可以使用两阶段聚合的方式:
实现思路:
- 第一阶段聚合:key 拼接随机数前缀或后缀,进行 keyby、开窗、聚合。注意:聚合完不再是 WindowedStream,要获取 WindowEnd 作为窗口标记作为第二阶段分组依据,避免不同窗口的结果聚合到一起。
- 第二阶段聚合:去掉随机数前缀或后缀,按照原来的 key 及 windowEnd 作 keyby聚合