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数据倾斜原理
数据倾斜就是数据的分布严重不均,流入部分算子的数据明显多余其他算子,造成这部分算子压力过大。
影响
单点问题
数据集中在某些分区上(Subtask),导致数据严重不平衡。
GC 频繁
过多的数据集中在某些 JVM(TaskManager),使得JVM 的内存资源短缺,导致频繁 GC。
吞吐下降、延迟增大
数据单点和频繁 GC 导致吞吐下降、延迟增大。
系统崩溃
严重情况下,过长的 GC 导致 TaskManager 失联,系统崩溃。
Flink数据倾斜问题定位
定位反压
定位反压有2种方式:Flink Web UI 自带的反压监控(直接方式)、Flink Task Metrics(间接方式)。通过监控反压的信息 ,可以获取到数据处理瓶颈的 Subtask。
确定数据倾斜
Flink Web UI 自带Subtask 接收和发送的数据量。当 Subtasks 之间处理的数据量有较大的差距,则该 Subtask 出现数据倾斜。
Flink 如何处理常见数据倾斜
数据源 source 消费不均匀
解决思路:通过调整并发度,解决数据源消费不均匀或者数据源反压的情况。
例如kafka数据源,可以调整 KafkaSource 的并发度解决消费不均匀。
调整并发度的原则:KafkaSource 并发度与 kafka 分区数是一样的,或者 kafka 分区数是KafkaSource 并发度的整数倍。
key 分布不均匀的无统计场景
说明:key 分布不均匀的无统计场景,例如上游数据分布不均匀,使用keyBy来打散数据。
解决思路: 通过添加随机前缀,打散 key 的分布,使得数据不会集中在几个 Subtask。
具体措施: ① 在原来分区 key/uid 的基础上,加上随机的前缀或者后缀。 ② 使用数据到达的顺序seq,作为分区的key。
key 分布不均匀的统计场景
解决思路:聚合统计前,先进行预聚合,例如两阶段聚合(加盐局部聚合+去盐全局聚合)。
两阶段聚合的具体措施: ① 预聚合:加盐局部聚合,在原来的 key 上加随机的前缀或者后缀。 ② 聚合:去盐全局聚合,删除预聚合添加的前缀或者后缀,然后进行聚合统计。
SQL 样例
在下面SQL里面,我们统计一个网站各个端的每分钟的pv,从kafka消费过来的数据首先会按照端进行分组,然后执行聚合函 数count来进行pv的计算。
select
TUMBLE_END(proc_time, INTERVAL '1' MINUTE) as winEnd,
plat,
count(*) as pv
from
source_kafka_table
group by
TUMBLE(proc_time, INTERVAL '1' MINUTE) ,plat
如果某一个端产生的数据特别大,比如我们的微信小程序端产生数据远远大于其他app端的数据,那么把这些数据分组到某一 个算子之后,由于这个算子的处理速度跟不上,就会产生数据倾斜。
select
winEnd,
split_index(plat1,'_',0) as plat2,
sum(pv)
from (
select
TUMBLE_END(proc_time, INTERVAL '1' MINUTE) as winEnd,
plat1,
count(*) as pv
from (
-- 最内层,将分组的key,也就是plat加上一个随机数打散
select
plat || '_' || cast(cast(RAND()*100 as int) as string) as plat1 ,
proc_time from source_kafka_table
) group by
TUMBLE(proc_time, INTERVAL '1' MINUTE), plat1
) group by winEnd,split_index(plat1,'_',0)
在这个sql的最内层,将分组的key,也就是plat加上一个随机数打散,然后求打散后的各个分组(也就是sql中的plat1)的 pv值,然后最外层,将各个打散的pv求和。
注意:最内层的sql,给分组的key添加的随机数,范围不能太大,也不能太小,太大的话,分的组太多,增加checkpoint的 压力,太小的话,起不到打散的作用。