Flink 高频面试题

本文深入探讨Flink的状态原理,包括状态、状态后端与Checkpoint的关系,强调RocksDB在处理大状态场景的优势。同时,阐述了operator-state与keyed-state的区别,以及它们在并行度变化时的恢复策略。此外,文章还介绍了ValueState与MapState的应用场景,并讲解了Flink中StateTTL的配置选项。最后,水印的概念被提出,不仅解决时间窗口乱序问题,更是推动事件时间窗口触发的关键。

6 大主题,36 个 Flink 高频面试题:

  1. ⭐ 状态原理
  2. ⭐ 时间窗口
  3. ⭐ 编程技巧
  4. ⭐ 实战经验
  5. ⭐ 实时数仓
  6. ⭐ 前沿探索

1.状态原理

1.1.状态、状态后端、Checkpoint 三者之间的区别及关系?

  • 状态:本质来说就是数据,在 Flink 中,其实就是 Flink 提供给用户的状态编程接口。比如 flink 中的 MapState,ValueState,ListState。
  • 状态后端:Flink 提供的用于管理状态的组件,状态后端决定了以什么样数据结构,什么样的存储方式去存储和管理我们的状态。Flink 目前官方提供了 memory、filesystem,rocksdb 三种状态后端来存储我们的状态。
  • Checkpoint(状态管理):Flink 提供的用于定时将状态后端中存储的状态同步到远程的存储系统的组件或者能力。为了防止 long run 的 Flink 任务挂了导致状态丢失,产生数据质量问题,Flink 提供了状态管理(Checkpoint,Savepoint)的能力把我们使用的状态给管理起来,定时的保存到远程。然后可以在 Flink 任务 failover 时,从远程把状态数据恢复到 Flink 任务中,保障数据质量。

1.2 把状态后端从 FileSystem 变为 RocksDB 后,Flink 任务状态存储会发生那些变化?

结论:是否使用 RocksDB 只会影响 Flink 任务中 keyed-state 存储的方式和地方,Flink 任务中的 operator-state 不会受到影响。

首先我们来看看,Flink 中的状态只会分为两类:

  • keyed-state:键值状态,如其名字,此类状态是以 k-v 的形式存储,状态值和 key 绑定。Flink 中的 keyby 之后紧跟的算子的 state 就是键值状态;
  • operator-state:算子状态,非 keyed-state 的 state 都是算子状态,非 k-v 结构,状态值和算子绑定,不和 key 绑定。Flink 中的 kafka source 算子中用于存储 kafka offset 的 state 就是算子状态。

如下图所示是 3 种状态后端和 2 种 State 的对应存储关系:
在这里插入图片描述

  1. 横向(行)来看,即 Flink 的状态分类。分为 Operator state-backend、Keyed state-backend;
  2. 纵向(列)来看,即 Flink 的状态后端分类。用户可以
当谈到 Flink高频面试题时,以下是一些常见的问题: 1. 什么是 FlinkFlink 是一个开源的流处理和批处理框架,具有低延迟、高吞吐量和Exactly-Once语义。 2. Flink 和其他流处理框架(如Spark Streaming)有什么区别?Flink 是真正的流处理框架,支持事件时间、状态和容错。而其他框架通常是微批处理框架,处理延迟较高。 3. Flink 的核心组件是什么?核心组件包括DataStream API、DataSet API、Table API 和 SQL。DataStream API 用于处理无界数据流,DataSet API 用于处理有界数据集,Table API 和 SQL 用于将关系型查询应用到流和批处理数据上。 4. Flink 的窗口是什么?窗口是对无界数据流的有限大小的切片。Flink 提供了时间窗口、计数窗口和会话窗口等类型的窗口。 5. Flink 如何保证 Exactly-Once 语义?Flink 使用检查点(checkpoint)机制来实现端到端的 Exactly-Once 语义。这个机制通过定期保存应用程序的状态,并在发生故障时恢复状态,从而保证数据的一致性。 6. Flink 的容错机制是什么?Flink 使用基于检查点的容错机制,通过保存应用程序的状态并周期性地生成检查点来实现容错。当发生故障时,Flink 可以使用最近的检查点恢复应用程序的状态。 7. Flink 支持哪些数据源和数据接收器?Flink 支持多种数据源和数据接收器,包括本地文件系统、Kafka、Hadoop、Amazon S3、Elasticsearch 等。 8. Flink 如何处理状态?Flink 通过状态后端将应用程序的状态保存在内存、文件系统或远程数据库中。状态可以是键控状态(Keyed State)或操作符状态(Operator State),用于跟踪和更新流处理的中间结果。 9. Flink 的时间语义是什么?Flink 支持事件时间、处理时间和摄取时间三种时间语义。事件时间是从数据中提取的时间戳,处理时间是处理数据的机器的本地时间,摄取时间是数据进入 Flink 的时间戳。 10. Flink 如何处理延迟数据?Flink 使用水位线(Watermark)来处理延迟数据。水位线是一种特殊的数据元素,用于告知 Flink 系统事件时间进展的进度,并触发窗口计算和数据输出。 这些问题涵盖了 Flink 的基本概念和核心组件,希望对你有所帮助!如果你有其他问题,可以继续提问。
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