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Flink StreamTask OperatorChain分析

Flink StreamTask OperatorChain分析

作者: WestC | 来源:发表于2020-12-24 10:21 被阅读0次

Flink的作业StreamTask是任务执行的核心,其执行的本质即为各个operator的执行,而operator之间又有前后依赖关系,各operator构成一条链条(Chain),各operator顺序执行,完成业务逻辑的执行。如下我们以WordCount为例分析其作业执行(WordCount)源码可参考:

WordCount.scala

其业务代码逻辑如下:

// 读取数据源
val text = env.fromElements(WordCountData.WORDS: _*)
// 业务逻辑
 val counts: DataStream[(String, Int)] = text
      // split up the lines in pairs (2-tuples) containing: (word,1)
      .flatMap(_.toLowerCase.split("\\W+"))
      .filter(_.nonEmpty)
      .map((_, 1))
      // group by the tuple field "0" and sum up tuple field "1"
      .keyBy(0)
      .sum(1)
// 打印结果
counts.print()

在Flink的运行时,以上代码逻辑会被解析为两个streamTask(根据设置的并行度每个task可能有多个subTask):

// 读取数据并进行业务操作 (SourceTask)

Source: Collection Source -> Flat Map -> Filter -> Map (1/1)

// 汇总分析并输出(SinkTask)

aggregation -> Sink: Print to Std. Out (1/1)

如下以此逻辑为例,分析operatorChain的生成和task的执行。

OperatorChain的的生成过程的核心逻辑是:

依次将生成operatorWrapper(对operator的封装),并设置operatorWrapper的先后关系。

读取数据并进行业务操作Task(SourceTask)

SourceTask生成operatorChain的流程如下图所示:

OperatorChain生成步骤

从图片中可以看出由headOperator(其实就是Source)开始,先生存该operator的output,然后生成其opeator,并封装为operatorWrapper

尤其output的生成是递归调用,output中会包含下一个operator,因此operatorchain的生成是一个递归调用。

task的执行过程(数据如何在operator间传递)

作业执行堆栈如下图所示:

线程执行堆栈

从堆栈来看task的执行依赖的是operator的执行逻辑,每个operator在调用完函数完成处理后,会调用其output往下一个operator发送当前operator的处理结果,在最后一个operator处理后,会交给其output(对应的writer)完成结果输出或者发送给后续的task。如下:

task执行

汇总分析和输出Task(SinkTask)

SinkTask生成operatorChain的流程如下图所示:

Task的operatorChain生成过程

SinkTask的执行任务线程堆栈如下:

Task运行时堆栈

同SourceTask的执行逻辑一样,每个operator在调用完函数完成处理后,会调用其output往下一个operator发送当前operator的处理结果,在最后一个operator处理后,会交给其output(对应的writer)完成结果输出或者发送给后续的task。

SinkTask的执行

以上大致介绍了一个flink作业的API层的代码开发开发对应至物理执行Task(OperatorChain),以及Task的执行逻辑。如上所述,作业即分为两个Task(以上我们不准确的成为SourceTask,SinkTask),数据在两个Task级别的处理逻辑/流程如上分析,然后数据在SourceTask处理后,如何传递至SinkTask我们将在后续文章中进行分析。

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