Flink作业开发清单(3)——Checkpoint

Checkpoint

Checkpoint功能可以保证作业失败重启或升级重启后，从上次"离开"的位置继续运行；
比如Flink Kafka就是通过Checkpoint记录消费的Offset记录的；如果没有开启Checkpoint，那么每次重启作业可能会重复消费数据或者丢失数据（与配置相关）；

1.开启Checkpoint

StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment();
CheckpointConfig config = env.getCheckpointConfig();
config.setCheckpointInterval(5 * 60 * 1000); // Checkpoint的触发频率；
config.setMinPauseBetweenCheckpoints(5 * 60 * 1000); // Checkpoint之间的最小间隔；
config.setCheckpointTimeout(10 * 60 * 1000); // Checkpoint的超时时间；
config.setTolerableCheckpointFailureNumber(3); // 连续3次checkpoint失败，才会导致作业失败重启；默认值是0 。
config.enableExternalizedCheckpoints(ExternalizedCheckpointCleanup.RETAIN_ON_CANCELLATION); // Cancel Job之后保留Checkpoint文件；

说明：

1. Checkpoint间隔不宜过短，3～5min为宜。
2. 为了避免Checkpoint抖动（比如写HDFS超时）导致作业重启，可以配置config.setTolerableCheckpointFailureNumber(3)，即Checkpoint连续失败一定次数才重启作业。

2.指定UID

Operator在恢复状态的时候，是通过“UID”来判断要恢复的状态的，即UID和状态唯一绑定。如果不手动指定UID，那么修改代码后UID可能发生变化，导致状态无法正常恢复。

强烈建议通过如下方式，给有状态的Operator指定UID（包括Source和Sink）：

env.addSource(new MySource()).uid("my-source")
        .keyBy(anInt -> 0)
        .map(new MyStatefulFunction()).uid("my-map")
        .addSink(new DiscardingSink<>()).uid("my-sink");

3.State Backend

推荐使用RocksDB。

1. filesystem

   • 当前状态数据会被保存在TaskManager的内存中（容易出现OOM问题）；
   • 优势是状态存取效率比较高；

2. rocksdb

   • RocksDB 是一种嵌入式的本地数据库，当前状态数据会被保存在TaskManager的本地磁盘上；（不容易出现内存问题）
   • 状态存取效率比filesystem稍微低一些；

当使用 RocksDB 时，状态大小只受限于磁盘可用空间的大小。这也使得 RocksDBStateBackend 成为管理超大状态的最佳选择。

当使用RocksDB的时候，建议添加如下配置：

containerized.heap-cutoff-ratio=0.5

RocksDB会使用JVM off-heap内存，该配置会提高off-heap占所有内存的比率，详细的可以看下面的内存配置。

4.内存配置

建议JobManager和TaskManager的内存最少2G（如果作业逻辑非常简单，可以调低TaskManager的内存）；

用户配置的内存，并不是最终运行的Heap内存。Heap内存（-Xms和-Xmx）的具体值的计算可以简单的理解为如下公式：

用户配置内存 * (1 - containerized.heap-cutoff-ratio)

containerized.heap-cutoff-ratio的默认值为0.25，所以如果用户配置的内存为2G，则实际的Heap内存为2G * (1 - 0.25) = 1.5G，余下的0.5G会分配给DirectMemory。

因此：

• 如果Flink作业的TaskManager频繁被Yarn Kill，可以尝试调大"containerized.heap-cutoff-ratio=0.3”甚至更高，来避免Off Heap使用过多被Kill。

• 如果使用的RocksDB StateBackend，可以尝试调大"containerized.heap-cutoff-ratio=0.5”甚至更高，来提供给RocksDB更多可用内存。

5.Checkpoint目录

有两种方式配置Checkpoint目录：

• 在流式作业管理服务中配置【框架参数】：

  state.backend=rocksdb
  state.checkpoints.dir=hdfs://hadoop/user/xxxx/flink/flink-job-name
  

• 在代码中配置：

• streamExecutionEnvironment.setStateBackend(new FsStateBackend("hdfs://hadoop/user/xxxx/flink/flink-job-name"))

特别注意：

• Checkpoint目录要保证作业之间不冲突；
• 如果同时使用了两种方式，会使用代码中指定的目录；
• 推荐只使用第一种方式，因为第一种方式可以让流式作业管理服务自动处理Checkpoint的恢复；

6.恢复验证

可以在JobManager的Log文件中搜索是否存在如下日志：

INFO  org.apache.flink.runtime.checkpoint.CheckpointCoordinator     - Starting job 55001dbe3b54ee3505c0667bf028ebae from savepoint hdfs://xxxx/xxxx (allowing non restored state)
INFO  org.apache.flink.runtime.checkpoint.CheckpointCoordinator     - Reset the checkpoint ID of job 55001dbe3b54ee3505c0667bf028ebae to 158.
INFO  org.apache.flink.runtime.checkpoint.CheckpointCoordinator     - Restoring job 55001dbe3b54