flink分区与算子链

文章详细介绍了Flink中的各种分区策略(如GlobalPartitioner、RebalancePartitioner等),以及何时OperatorChain会形成算子链,条件包括并行度匹配、单一输入节点、同slotgroup和forward分区等。

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flink 分区策略

  1. GlobalPartitioner 数据会被分发到下游算子的第一个实例中进行处理
  2. RebalancePartitioner 数 据会 被循 环发 送到 下 游的 每一 个实 例中 进 行处 理。
  3. RescalePartitioner 这种分区器会根据上下游算子的并行度,循环的方式输出到下游算子的每个实例。
  4. BroadcastPartitioner 广播分区会将上游数据输出到下游算子的每个实例中 。 适 合 于大数据集和小数据集做Jion的场景。
  5. ForwardPartitioner 用于将记录输出到下游本地的算子实例。它要求上下游 算 子 并 行 度 一 样 。 简单的说 , ForwardPartitioner 用来做数据的控制台打印 。(也是chain算子的条件)
  6. KeyGroupStreamPartitioner Hash 分区器。会将数据按 Key 的 Hash 值输出到下游算子实例中。
  7. CustomPartitionerWrapper 用户自定义分区器。需要用户自己实现 Partitioner 接口,来定义自己的分区逻辑

RescalePartitioner这里有点难以理解,假设上游并行度为 2,编号为 A 和 B。下游并行度为 4,编号为 1,2,3,4。那么 A 则把数据循环发送给 1 和 2,B 则把数据循环发送给 3 和 4。假设上游并行度为 4,编号为 A,B,C,D。下游并 行度 ,编号为 1,2。那么 A 和 B 则把数据发送给 1,C 和 D 则把数据发送给 2。

flink 什么情况下才会把 Operator chain 在一起形成算子链?

  • 上下游的并行度一致
  • 下游节点的入度为 1 (也就是说下游节点没有来自其他节点的输入)
  • 上下游节点都在同一个 slot group 中
  • 两个节点间数据分区方式是 forward(参考理解数据流的分区) 否则都是all_to_all
  • 上下游节点的 chain 策略为 ALWAYS
### Flink算子的划分机制原理 Flink算子(Operator Chain)是一种性能优化策略,旨在减少任务之间的序列化和反序列化的开销,从而提升数据处理效率。以下是关于 Flink 算子划分机制及其原理的具体说明: #### 1. **算子的核心概念** 算子是指将多个连续的小型算子组合成一个较大的任务(Task),这些任务在同一线程中执行[^3]。这样可以避免频繁的数据传输和网络通信带来的额外开销。 #### 2. **算子的划分条件** 并非所有的算子都可以被接在一起形成算子。以下是一些常见的约束条件: - 数据分区方式一致:如果两个算子之间采用的是 `One-to-One` 模式,则它们可以被接;但如果涉及重新分区的操作(如 `keyBy()` 或者广播操作 `broadcast()`),则无法继续接。 - 不跨越不同的并行度:当算子间存在并行度变化时(例如调整并发数量),通常不会将其纳入同一个条之中[^4]。 #### 3. **算子的工作流程** 具体而言,算子的工作流程如下所示: - 当构建物理执行计划时,Flink 会尝试将逻辑上的多个算子合并为单个 Chained Operator 实例; - 这种情况下,输入数据只需经过一次解码即可供后续所有相连的算子使用,而无需多次重复该过程。 ```python # 示例代码展示如何定义简单的算子 from pyflink.dataset import ExecutionEnvironment from pyflink.table import StreamTableEnvironment, DataTypes from pyflink.table.descriptors import Schema, OldCsv, FileSystem env = ExecutionEnvironment.get_execution_environment() t_env = StreamTableEnvironment.create(env) t_env.connect(FileSystem().path('/input')) \ .with_format(OldCsv() \ .field('word', DataTypes.STRING())) \ .with_schema(Schema() \ .field('word', DataTypes.STRING())) \ .register_table_source('mySource') result = t_env.scan('mySource') \ .map(lambda x: (x[0], 1)) \ # Map operator .filter(lambda x: 'a' in x[0]) \ # Filter operator .group_by(...).select(...) # Group and select operations # 上述 map 和 filter 很可能会被入同一 task 执行 ``` #### 4. **优势分析** 通过算子的设计,能够显著降低系统资源消耗,并提高整体吞吐量。主要原因在于减少了中间结果存储需求以及跨节点通讯频率。 --- ###
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