翻译: Flink vs. Spark

本文对比分析了Apache Flink和Apache Spark两大流处理框架的异同。两者均为Apache开源项目,提供类似的功能如SQL查询、图处理等。Flink基于事件流处理,而Spark采用微批处理方式,Flink在流处理上具有更低的延迟。性能测试显示,在不同场景下两者的性能各有优劣。

  在流处理技术框架的技术选型中,Storm/Spark/Flink进入视线。其中简单分析,就除去了Storm选项。Spark Streaming与Flink在流处理方面相差不大,甚至小规模流处理时可以直接使用Spark Streaming,因此需要详细的对比一下它们两者之间的共性与不同点。

  本文是一篇译文,翻译自:Apache Spark vs. Apache Flink

引言

  Apache Flink,这个高性能大数据流处理框架,走到了成熟的一个阶段。通过与Apache Spark的测试比较,我们发现他们是竞对的技术,且是被推荐的实时分析框架。

  从之前的Hadoop MR框架,大数据流处理框架在逐渐演进。在某种意义上,Spark不经大规模提升了计算性能,更重要的是允许快速、简单的构建数据分析框架,从而推广了Hadoop。

  讨论到Flinke,与其竞争对手相比,其不仅是一些新兴技术,而且正在加速获得动力,并迅速向企业化推进。Flink支持流处理、批处理数据,同时集成对机器学习和图处理的支持。

  但在当技术泛滥的当下,我们是否真的需要一项新的流处理技术? 目前,当下的Apache Spark已经提供了相似的特征与功能,并且最近几年已经成为一种非常流行的工具。Curt Monash对讨论的观点是:Flink基本上是德国的Spark,我认为是不必要的。因此,我们对比一下Flink与Spark的一些特点,来判断Flink是否与Spark竞争,或Flink仅仅是另一个大数据生态的泛滥工具?首先,我们比较了一下两种技术。

相同之处

  它们都是Apache组织内的开源工具。每一个都是独立的解决方案,但他们通常集成到大数据环境中,例如Hadoop(YARN,HDFS,以及Kafka)。Spark和Flink都提供了相似的特征与API,例如支持SQL查询,图处理,以及批处理和流处理。

Spark vs. FlinkApache FlinkApache Spark
SQL查询MRQLSpark SQL
图处理Spargel(base),Gelly(library)GraphX
流处理Flink StreamingSpark Streaming
APIsScala,Java,PythonScala,Java,Python,R
机器学习Flink MLMLib, ML
Stable Version1.3.22.2.0
吞吐量
容错性Exactly-onceExactly-once
部署Standalone,Mesos,EC2,YARNStandalone,Mesos,EC2,YARN
数据源Kafka, Amazon S3, ES, Twitter, etcKafka, Amazon S3, ES, Twitter, etc

  下面的代码说明了他们的相似性,但不尽相同。每段代码包含了固定的元素,以及计算最高分布频次的产品。一撇就可以看出每个技术方法的高度相似性,优劣与劣势也具有平衡性。只有深入挖掘不同框架的特征,才能够识别出不同姓。在这个特殊的案例中,可以看出在Flink中的maxBy函数在Spark中没有受到支持,并且Spark需要使用窗口函数,但这类API通常具有相同的数据处理构建方式。

Flink vs. Spark Codes

批处理 vs 水龙头

  Flink与Spark的最大不同之处在于不同框架的计算理念不同。Spark针对批处理和流处理使用“批”的概念,而Flink是基于单纯的流方式。想想一下收集与运输水的过程: Spark处理的方式为混合大小的桶,Flink是直接按照水龙头的方式直接处理。Flink与Spark的不同之处列列举如下

Spark vs. FlinkApache SparkApache Flink
Steaming微“批”流基于事件的流
Batch Processing内存处理,DAG组织算子流悠闲方式:"批"是有限的流
语言ScalaJava
优化全阶段代码生成与优化,DataSet查询优化执行计划。手动内存调优非常重要自动化优化:根据输入、输出、算子,主动选择合适方法。C++风格的内存管理
数据重用与迭代DAG执行计划:每一个迭代需要调度与运行相同的数据。内存缓存与重用执行引擎中迭代处理,基于圆形数据流(一个迭代,一个计划)。另外,提供了Delta迭代来处理改变部分数据
延迟性批处理导致高延迟,秒级别的延迟微妙级别的低延迟
有序流新版本中,提供了基于事件处理的基本方式基于时间线,有序流可以被很好的处理
支持支持所有的hadoop分布:Cloudera, Hortonworks, etc. Databricks提供了晕平台和支持包使用邮件列表或论坛

性能

  批处理的表现性能,依赖于不同的负载。有些Benchmark的测试,显示Flink0.9.1快于Spark1.5.1。关于机器学习库这一方面,Spark的测试显示其性能更优(Flink 1.0.3 vs. Spark1.6.0)。在2016年9月份,Flink和Spark分析了一些批处理和迭代处理的测试,这些测试表明Spark在图处理方面1.7倍快于Flink,而Flink在批处理和小规模图负载方面1.5倍快于SPark,且使用更少的资源。这表明,工具直接的性能与功能大同小异。

  从这些性能比较中可以得出的结论是,要选择更快的框架,必须对特定的工作负载进行基准测试。针对这些主题,几乎没有最近版本的比较(Spark 2.2 vs. Flink1.3)。这很麻烦,因为这两个平台甚至在过去一年里都取得了令人印象深刻的性能提升。在我们博客的第2部分中,我们将提供我们自己的详细性能比较,请继续关注!

结论

  大数据作为不断增加的容量、对质量的高要求以及对更快的业务洞察力的需求的三重挑战,继续要求技术在任何规模的延迟和吞吐量方面保持高性能,同时允许快速开发和高质量的代码。

  如果高吞吐量、低延迟和良好的容错性的数据流处理需求是开发的驱动因素,那么Flink提供了一个优秀的应用程序框架[1]。如果应用程序应该嵌入到Hadoop发行版中,比如Hortonworks或Cloudera,那么Spark将是一个更好的选择,因为它已经很好地集成到各自的平台中,并得到了供应商的支持。Flink和Spark都在不断改进,以提供更简单、更快和更智能的数据处理特性。

  最终,最佳框架的决定取决于这样一个问题:“哪一个更适合我的需求?”即使是开发团队最喜欢的编程语言也可能是一个关键因素——Spark的Java API源自Scala API:这有时会导致不吸引人的Java代码。数据工程师通常更喜欢Python或Scala, Spark支持更成熟、功能更完备、速度更快的api。Spark与R的紧密集成——“数据科学的黄金之子”——在R中提供了Spark,从而很好地集成到现有的数据科学工具箱中。

  引发最推崇的特性之一是速度可以,运行程序比Hadoop MapReduce快100倍在内存中,或磁盘上的快10倍。Flink在批处理方面提供了强大的竞争优势,通常具有相似的性能,并且显著降低了流处理的延迟。尽管Spark社区的“炒作”似乎转移到了Flink,但只有未来才能说明这对实际市场份额有多大影响。

<think> 首先,用户的问题是:"FlinkSpark对比,参数优化",翻译成英文是 "Comparison between Flink and Spark, parameter optimization"。我需要用中文回答这个问题。 关键点: - 比较 Apache Flink 和 Apache Spark。 - 重点是参数优化(parameter optimization)。 我的回答应该覆盖: 1. FlinkSpark 的概述。 2. 两者的主要区别。 3. 参数优化方面:如何优化它们的配置参数以提高性能。 结构回答: - 开头简要介绍 FlinkSpark。 - 然后对比它们,包括架构、数据处理模型、性能等。 - 专注于参数优化:讨论常见的优化参数,如内存设置、并行度、序列化等。 - 最后,提出3-5个相关问题。 记住规则: - 回答完问题后,必须以 "§§相关问题§§" 开头。 - 然后列出3-5个相关问题,每个问题用数字开头。 - 相关问题必须基于用户的问题和我的回答。 - 禁止换行分散;所以相关问题应该在一行中输出,但示例中是换行的,但在规则中说“禁止换行分散”,可能意味着相关问题不要分散在多行,但示例中是换行的。看示例:"§§相关问题§§"后是换行然后列表。但规则说"禁止换行分散",可能指的是不要在不必要的地方换行。示例中是: ``` §§相关问题§§ 1. ··· 2. ··· 3. ··· ``` 所以我应该类似输出:第一行"§§相关问题§§",然后换行后是问题列表。 现在,构建回答内容。 ### 回答内容大纲: 1. **介绍 FlinkSpark**: - Flink流处理优先,低延迟。 -Spark:批处理优先,基于RDD,后来添加了Spark Streaming。 2. **主要对比点**: - 处理模型:Flink 是真正的流处理Spark Streaming 是微批处理。 - 延迟:Flink 更低延迟。 - 容错:Flink 使用检查点;Spark 使用RDD血统。 - 状态管理:Flink 有内置状态管理。 - 易用性:Spark 有更丰富的生态系统(如MLlib)。 3. **参数优化**: - **Flink 优化参数**: - `taskmanager.memory.process.size`:设置TaskManager内存。 - `parallelism.default`:默认并行度。 - `state.backend`:状态后端(如RocksDB)。 - `checkpoint.interval`:检查点间隔。 - 网络缓冲区大小等。 - **Spark 优化参数**: - `spark.executor.memory`:执行器内存。 - `spark.driver.memory`:驱动内存。 - `spark.default.parallelism`:默认并行度。 - `spark.sql.shuffle.partitions`:Shuffle分区数。 - 序列化设置(如Kryo)。 - 通用优化技巧:如避免数据倾斜,调整内存和CPU比例。 4. **总结建议**: - 对于低延迟流处理,用Flink;对于批处理或机器学习,用Spark。 - 优化时根据工作负载调整参数。 最后,提出相关问题。 ### 相关问题: 基于用户的问题和我的回答,提出3-5个相关问题。例如: 1. Flink中如何优化状态后端以减少延迟? 2. Spark在参数优化时如何处理数据倾斜问题? 3. 在什么场景下选择Flink over Spark? 4. 如何监控FlinkSpark的性能以调整参数? 确保问题数量在3-5个。 完整回答格式: - 先写回答内容。 - 然后"§§相关问题§§" - 然后问题列表。 用中文写。 </think>### FlinkSpark对比及参数优化 Apache Flink 和 Apache Spark 都是流行的大数据处理框架,但它们在架构、处理模型和优化策略上存在显著差异。下面我将从核心对比和参数优化两方面进行解释。 #### 1. **核心对比** - **处理模型**: - Flink:采用真正流式处理(native streaming),支持事件时间处理和低延迟(毫秒级)。适用于实时场景,如欺诈检测。 - Spark:基于微批处理(micro-batching),其流处理Spark Streaming)本质上是小批量处理,延迟较高(秒级)。更适合批处理或准实时任务,如ETL作业。 - **架构**: - Flink:Master-Worker 架构,JobManager 协调 TaskManager。状态管理内置(如 Keyed State),容错通过分布式快照(Checkpoint)实现。 - Spark:Driver-Executor 架构,Driver 控制任务分发。容错依赖RDD血统(lineage),状态处理需外部库(如Structured Streaming)。 - **性能**: - Flink流处理延迟低、吞吐高,但批处理优化较弱。 - Spark:批处理性能强(尤其Spark SQL),生态丰富(如MLlib),但流处理延迟较高。 - **适用场景**: - Flink:实时流处理(如IoT数据)、有状态应用。 - Spark:批处理分析、机器学习、交互式查询。 #### 2. **参数优化** 参数优化旨在提升性能(如吞吐、延迟)和资源利用率。核心参数需根据集群规模、数据量和工作负载调整。 - **Flink 关键优化参数**: - **内存设置**:`taskmanager.memory.process.size`(默认1-4GB,增加可避免OOM)、`taskmanager.memory.managed.fraction`(状态内存占比,调高至0.8减少GC)。 - **并行度**:`parallelism.default`(默认1,根据CPU核数设置,如集群核数总和)。 - **状态管理**:`state.backend`(使用RocksDB替代FileSystem以减少内存压力)、`checkpoint.interval`(检查点间隔,设为事件时间的1-2倍平衡容错和延迟)。 - **网络**:`taskmanager.network.memory.buffers-per-channel`(增加缓冲区数减少背压)。 - **通用技巧**:启用异步快照(`execution.checkpointing.mode: EXACTLY_ONCE`),避免长尾任务(数据倾斜时用`rebalance()`重分区)。 - **Spark 关键优化参数**: - **内存设置**:`spark.executor.memory`(执行器内存,建议4-8GB)、`spark.driver.memory`(驱动内存,大作业时>=2GB)。 - **并行度**:`spark.default.parallelism`(默认200,设为集群总核数2-3倍)、`spark.sql.shuffle.partitions`(Shuffle分区,调高至200+避免数据倾斜)。 - **序列化**:`spark.serializer: org.apache.spark.serializer.KryoSerializer`(加速数据传输)。 - **容错与调度**:`spark.locality.wait`(降低至10ms优化任务调度)、`spark.sql.adaptive.enabled: true`(启用自适应查询)。 - **通用技巧**:使用广播变量(`broadcast()`)减少Shuffle,监控GC日志调整内存分配。 - **对比优化建议**: - Flink:优先优化状态后端和检查点,适合低延迟场景。 - Spark:侧重Shuffle和内存配置,适合批处理密集型作业。 - 通用原则:通过监控工具(如Flink Web UI、Spark History Server)分析瓶颈,逐步调整参数;基准测试验证效果(如使用TPC-DS)。 #### 总结 Flink在实时流处理中表现更优,参数优化侧重于状态和延迟;Spark在批处理和生态整合上占优,优化重点在内存和并行度。选择框架取决于应用需求:实时性高选Flink,批处理多选Spark。优化时,始终以工作负载为基准。
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