flink内存模型介绍

本文详细介绍了Apache Flink的内存模型,包括堆内存与堆外内存的划分,以及各自在框架与任务层面的应用。深入探讨了托管内存的作用,并列举了与内存管理相关的配置参数。

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内存模型概览

flink内存模型

内存组成部分

  • 堆内存
    • 框架堆内存(Framework Heap Memory):用于 Flink 框架的 JVM 堆内存(进阶配置)。
    • 任务堆内存(Task Heap Memory):用于 Flink 应用的算子及用户代码的 JVM 堆内存。
  • 堆外内存
    • 托管内存(Managed memory):由 Flink 管理的用于排序、哈希表、缓存中间结果及 RocksDB State Backend 的本地内存。
    • 框架堆外内存(Framework Off-heap Memory):用于 Flink 框架的堆外内存(直接内存或本地内存)(进阶配置)。
    • 任务堆外内存(Task Off-heap Memory):用于 Flink 应用的算计及用户代码的堆外内存(直接内存或本地内存)。
    • 网络内存(Network Memory):用于任务之间数据传输的直接内存(例如网络传输缓冲)。该内存部分为基于 Flink 总内存的受限的等比内存部分。
  • JVM Metaspace:Flink JVM 进程的 Metaspace。
  • JVM 开销: 用于其他 JVM 开销的本地内存,例如栈空间、垃圾回收空间等。该内存部分为基于进程总内存的受限的等比内存部分。

taskmanager.memory.off-heap:如果设置为true,则开启堆外内存(默认为false,跟spark一样,默认不开启堆外内存)。

 相关配置参数

框架堆内存(Framework Heap Memory)taskmanager.memory.framework.heap.size用于 Flink 框架的 JVM 堆内存(进阶配置)。
任务堆内存(Task Heap Memory)taskmanager.memory.task.heap.size用于 Flink 应用的算子及用户代码的 JVM 堆内存。
托管内存(Managed memory)taskmanager.memory.managed.size
taskmanager.memory.managed.fraction
由 Flink 管理的用于排序、哈希表、缓存中间结果及 RocksDB State Backend 的本地内存。
框架堆外内存(Framework Off-heap Memory)taskmanager.memory.framework.off-heap.size用于 Flink 框架的堆外内存(直接内存或本地内存)(进阶配置)。
任务堆外内存(Task Off-heap Memory)taskmanager.memory.task.off-heap.size用于 Flink 应用的算计及用户代码的堆外内存(直接内存或本地内存)
网络内存(Network Memory)taskmanager.memory.network.min
taskmanager.memory.network.max
taskmanager.memory.network.fraction
用于任务之间数据传输的直接内存(例如网络传输缓冲)。该内存部分为基于 Flink 总内存受限的等比内存部分
JVM Metaspacetaskmanager.memory.jvm-metaspace.sizeFlink JVM 进程的 Metaspace。
JVM 开销taskmanager.memory.jvm-overhead.min
taskmanager.memory.jvm-overhead.max
taskmanager.memory.jvm-overhead.fraction
用于其他 JVM 开销的本地内存,例如栈空间、垃圾回收空间等。该内存部分为基于进程总内存受限的等比内存部分

 

 

参考

https://ci.apache.org/projects/flink/flink-docs-release-1.10/zh/ops/memory/mem_detail.html

Apache Flink内存模型设计旨在优化大规模数据流处理的性能,同时提供灵活的配置选项以适应不同的应用场景和硬件环境。Flink 的内存管理包括任务管理器(TaskManager)和作业管理器(JobManager)的内存分配,并且支持与 Hadoop YARN 等资源管理系统的集成。 ### TaskManager 内存结构 Flink 的 TaskManager 是实际执行任务的工作节点,其内存结构主要由以下几个部分组成: 1. **JVM Heap**:这是 Java 虚拟机堆内存,主要用于存放用户代码、Flink 框架类以及一些临时对象。 2. **Managed Memory**:这部分内存由 Flink 显式管理,用于高效的二进制存储操作,例如排序、哈希表和缓存输入分割。它可以通过 `taskmanager.memory.managed.fraction` 配置参数来控制,默认值为 0.7,表示占 JVM Heap 的 70%。 3. **Network Buffers**:网络缓冲区用于在 TaskManager 之间传输数据。它们是预分配的直接内存块,大小由 `taskmanager.network.memory.min` 和 `taskmanager.network.memory.max` 控制。 4. **JVM Overhead**:这部分内存用于 JVM 自身开销,如线程栈、垃圾回收等,通常不被纳入 Flink 的显式内存管理中。 ```yaml # 示例配置文件 flink-conf.yaml 中的内存相关设置 taskmanager.heap.size: 4096m taskmanager.memory.managed.fraction: 0.7 taskmanager.network.memory.min: 64mb taskmanager.network.memory.max: 1gb ``` ### JobManager 内存配置 JobManager 负责协调整个 Flink 作业的执行,包括调度任务、检查点协调等。它的内存需求相对较低,但仍然需要合理配置以确保高可用性和稳定性。可以通过以下参数进行调整: - `jobmanager.heap.size`:定义 JobManager 的 JVM 堆内存大小,默认为 1024m。 - `jobmanager.memory.off-heap`:是否启用堆外内存,默认为 false。 ```yaml # 示例配置文件 flink-conf.yaml 中的 JobManager 内存设置 jobmanager.heap.size: 2048m jobmanager.memory.off-heap: false ``` ### 集群模式下的内存管理 当使用 YARN 或 Kubernetes 等资源管理系统部署 Flink 时,还需要考虑外部资源管理器对内存的影响。例如,在 YARN 上启动 Flink 会话集群时,可以指定每个容器的内存大小: ```bash # 启动共享 Flink 集群并提交任务 $ ./bin/yarn-session.sh -n 4 -jm 1024 -tm 4096 -d $ ./bin/flink run -c com.demo.florian.WordCount $DEMO_DIR/target/flink-demo-1.0-SNAPSHOT.jar ``` 其中 `-jm` 表示 JobManager 的内存(MB),`-tm` 表示 TaskManager 的内存(MB)[^1]。 此外,Flink 支持基于检查点(Checkpointing)和保存点(Savepoint)的故障恢复机制,这些功能也会占用一定的内存资源。因此,在配置内存时应预留足够的空间用于状态后端存储和检查点操作。 ### 总结 Flink内存模型具有高度可配置性,开发者可以根据具体的应用场景和硬件条件进行精细调优。理解各个内存组件的作用及其相互关系是实现高效流处理的关键。 ---
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