Coding路人王

温习大数据框架阿里Flink面试题

1、Flink如何保证精确一次性消费

Flink 保证精确一次性消费主要依赖于两种Flink机制

1、Checkpoint机制

2、二阶段提交机制

Checkpoint机制主要是当Flink开启Checkpoint的时候，会往Source端插入一条barrir，然后这个barrir随着数据流向一直流动，当流入到一个算子的时候，这个算子就开始制作checkpoint，制作的是从barrir来到之前的时候当前算子的状态，将状态写入状态后端当中。然后将barrir往下流动，当流动到keyby 或者shuffle算子的时候，例如当一个算子的数据，依赖于多个流的时候，这个时候会有barrir对齐，也就是当所有的barrir都来到这个算子的时候进行制作checkpoint，依次进行流动，当流动到sink算子的时候，并且sink算子也制作完成checkpoint会向jobmanager 报告 checkpoint n 制作完成。

二阶段提交机制 Flink 提供了CheckpointedFunction与CheckpointListener这样两个接口，CheckpointedFunction中有snapshotState方法，每次checkpoint触发执行方法，通常会将缓存数据放入状态中，可以理解为一个hook，这个方法里面可以实现预提交，CheckpointListyener中有notifyCheckpointComplete方法，checkpoint完成之后的通知方法，这里可以做一些额外的操作。例如FLinkKafkaConumerBase使用这个来完成Kafka offset的提交，在这个方法里面可以实现提交操作。在2PC中提到如果对应流程例如某个checkpoint失败的话，那么checkpoint就会回滚，不会影响数据一致性，那么如果在通知checkpoint成功的之后失败了，那么就会在initalizeSate方法中完成事务的提交，这样可以保证数据的一致性。最主要是根据checkpoint的状态文件来判断的。

2、flink和spark区别

flink是一个类似spark的“开源技术栈”，因为它也提供了批处理，流式计算，图计算，交互式查询，机器学习等。flink也是内存计算，比较类似spark，但是不一样的是，spark的计算模型基于RDD，将流式计算看成是特殊的批处理，他的DStream其实还是RDD。而flink吧批处理当成是特殊的流式计算，但是批处理和流式计算的层的引擎是两个，抽象了DataSet和DataStream。flink在性能上也表现的很好，流式计算延迟比spark少，能做到真正的流式计算，而spark只能是准流式计算。而且在批处理上，当迭代次数变多，flink的速度比spark还要快，所以如果flink早一点出来，或许比现在的Spark更火。

3、Flink的状态可以用来做什么？

Flink状态主要有两种使用方式：

checkpoint的数据恢复
逻辑计算

4、Flink的waterMark机制，Flink watermark传递机制

Flink 中的watermark机制是用来处理乱序的，flink的时间必须是event time ，有一个简单的例子就是，假如窗口是5秒，watermark是2秒，那么总共就是7秒，这个时候什么时候会触发计算呢，假设数据初始时间是1000，那么等到6999的时候会触发5999窗口的计算，那么下一个就是13999的时候触发10999的窗口

其实这个就是watermark的机制，在多并行度中，例如在kafka中会所有的分区都达到才会触发窗口

5、Flink的时间语义

Event Time 事件产生的时间

Ingestion time 事件进入Flink的时间

processing time 事件进入算子的时间

6、Flink window join

1、window join，即按照指定的字段和滚动滑动窗口和会话窗口进行 inner join

2、是coGoup 其实就是left join 和 right join，

3、interval join 也就是在窗口中进行join 有一些问题，因为有些数据是真的会后到的，时间还很长，那么这个时候就有了interval join但是必须要是事件时间，并且还要指定watermark和水位以及获取事件时间戳。并且要设置偏移区间，因为join 也不能一直等的。

7、flink窗口函数有哪些

Tumbing window

Silding window

Session window

Count winodw

8、keyedProcessFunction 是如何工作的。假如是event time的话

keyedProcessFunction 是有一个ontime 操作的，假如是 event时间的时候那么调用的时间就是查看，event的watermark 是否大于 trigger time 的时间，如果大于则进行计算，不大于就等着，如果是kafka的话，那么默认是分区键最小的时间来进行触发。

9、flink是怎么处理离线数据的例如和离线数据的关联？

1、async io

2、broadcast

3、async io + cache

4、open方法中读取，然后定时线程刷新，缓存更新是先删除，之后再来一条之后再负责写入缓存

10、flink支持的数据类型

DataSet Api 和 DataStream Api、Table Api

11、Flink出现数据倾斜怎么办

Flink数据倾斜如何查看：

在flink的web ui中可以看到数据倾斜的情况，就是每个subtask处理的数据量差距很大，例如有的只有一M 有的100M 这就是严重的数据倾斜了。

KafkaSource端发生的数据倾斜

例如上游kafka发送的时候指定的key出现了数据热点问题，那么就在接入之后，做一个负载均衡（前提下游不是keyby）。

聚合类算子数据倾斜

预聚合加全局聚合

12、flink 维表关联怎么做的

1、async io

2、broadcast

3、async io + cache

4、open方法中读取，然后定时线程刷新，缓存更新是先删除，之后再来一条之后再负责写入缓存

13、Flink checkpoint的超时问题如何解决。

1、是否网络问题

2、是否是barrir问题

3、查看webui，是否有数据倾斜

4、有数据倾斜的话，那么解决数据倾斜后，会有改善，

14、flinkTopN与离线的TopN的区别

topn 无论是在离线还是在实时计算中都是比较常见的功能，不同于离线计算中的topn，实时数据是持续不断的，这样就给topn的计算带来很大的困难，因为要持续在内存中维持一个topn的数据结构，当有新数据来的时候，更新这个数据结构

15、sparkstreaming 和flink 里checkpoint的区别

sparkstreaming 的checkpoint会导致数据重复消费

但是flink的 checkpoint可以保证精确一次性，同时可以进行增量，快速的checkpoint的，有三个状态后端，memery、rocksdb、hdfs

16、简单介绍一下cep状态编程

Complex Event Processing（CEP）：

FLink Cep 是在FLink中实现的复杂时间处理库，CEP允许在无休止的时间流中检测事件模式，让我们有机会掌握数据中重要的部分，一个或多个由简单事件构成的时间流通过一定的规则匹配，然后输出用户想得到的数据，也就是满足规则的复杂事件。

17、 Flink cep连续事件的可选项有什么

18、如何通过flink的CEP来实现支付延迟提醒

19、Flink cep 你用过哪些业务场景

20、cep底层如何工作

21、cep怎么老化

22、cep性能调优

23、Flink的背压，介绍一下Flink的反压，你们是如何监控和发现的呢。

Flink 没有使用任何复杂的机制来解决反压问题，Flink 在数据传输过程中使用了分布式阻塞队列。我们知道在一个阻塞队列中，当队列满了以后发送者会被天然阻塞住，这种阻塞功能相当于给这个阻塞队列提供了反压的能力。

当你的任务出现反压时，如果你的上游是类似 Kafka 的消息系统，很明显的表现就是消费速度变慢，Kafka 消息出现堆积。

如果你的业务对数据延迟要求并不高，那么反压其实并没有很大的影响。但是对于规模很大的集群中的大作业，反压会造成严重的“并发症”。首先任务状态会变得很大，因为数据大规模堆积在系统中，这些暂时不被处理的数据同样会被放到“状态”中。另外，Flink 会因为数据堆积和处理速度变慢导致 checkpoint 超时，而 checkpoint 是 Flink 保证数据一致性的关键所在，最终会导致数据的不一致发生。

Flink Web UI

Flink 的后台页面是我们发现反压问题的第一选择。Flink 的后台页面可以直观、清晰地看到当前作业的运行状态。

Web UI，需要注意的是，只有用户在访问点击某一个作业时，才会触发反压状态的计算。在默认的设置下，Flink的TaskManager会每隔50ms触发一次反压状态监测，共监测100次，并将计算结果反馈给JobManager，最后由JobManager进行反压比例的计算，然后进行展示。

在生产环境中Flink任务有反压有三种OK、LOW、HIGH

OK正常

LOW一般

HIGH高负载

24、Flink的CBO，逻辑执行计划和物理执行计划

Flink的优化执行其实是借鉴的数据库的优化器来生成的执行计划。

CBO，成本优化器，代价最小的执行计划就是最好的执行计划。传统的数据库，成本优化器做出最优化的执行计划是依据统计信息来计算的。Flink 的成本优化器也一样。Flink 在提供最终执行前，优化每个查询的执行逻辑和物理执行计划。这些优化工作是交给底层来完成的。根据查询成本执行进一步的优化，从而产生潜在的不同决策：如何排序连接，执行哪种类型的连接，并行度等等。

// 待完成

25、Flink中数据聚合，不使用窗口怎么实现聚合

valueState 用于保存单个值

ListState 用于保存list元素

MapState 用于保存一组键值对

ReducingState 提供了和ListState相同的方法，返回一个ReducingFunction聚合后的值。

AggregatingState和 ReducingState类似，返回一个AggregatingState内部聚合后的值

26、Flink中state有哪几种存储方式

Memery、RocksDB、HDFS

27、Flink 异常数据怎么处理

异常数据在我们的场景中，一般分为缺失字段和异常值数据。

异常值：宝宝的年龄的数据，例如对于母婴行业来讲，一个宝宝的年龄是一个至关重要的数据，可以说是最重要的，因为宝宝大于3岁几乎就不会在母婴上面购买物品。像我们的有当日、未知、以及很久的时间。这样都属于异常字段，这些数据我们会展示出来给店长和区域经理看，让他们知道多少个年龄是不准的。如果要处理的话，可以根据他购买的时间来进行实时矫正，例如孕妇服装、奶粉的段位、纸尿裤的大小，以及奶嘴啊一些能够区分年龄段的来进行处理。我们并没有实时处理这些数据，我们会有一个底层的策略任务夜维去跑，一个星期跑一次。

缺失字段：有的字段真的缺失的很厉害，能修补就修补。不能修补就放弃，就像上家公司中的新闻推荐过滤器。

28、Flink 监控你们怎么做的

1、我们监控了Flink的任务是否停止

2、我们监控了Flink的Kafka的LAG

3、我们会进行实时数据对账，例如销售额。

29、Flink 有数据丢失的可能吗

Flink有三种数据消费语义：

At Most Once 最多消费一次发生故障有可能丢失
At Least Once 最少一次发生故障有可能重复
Exactly-Once 精确一次如果产生故障，也能保证数据不丢失不重复。
flink 新版本已经不提供 At-Most-Once 语义。

30、Flink interval join 你能简单的写一写吗

DataStream<T> keyed1 = ds1.keyBy(o -> o.getString("key"))
DataStream<T> keyed2 = ds2.keyBy(o -> o.getString("key"))
//右边时间戳-5s<=左边流时间戳<=右边时间戳-1s
keyed1.intervalJoin(keyed2).between(Time.milliseconds(-5), Time.milliseconds(5))

31、Flink 提交的时候并行度如何制定，以及资源如何配置

并行度根据kafka topic的并行度，一个并行度3个G

32、Flink的boardcast join 的原理是什么

利用 broadcast State 将维度数据流广播到下游所有 task 中。这个 broadcast 的流可以与我们的事件流进行 connect，然后在后续的 process 算子中进行关联操作即可。

33、flink的source端断了，比如kafka出故障，没有数据发过来，怎么处理？

会有报警，监控的kafka偏移量也就是LAG。

34、flink有什么常用的流的API?

window join 啊 cogroup 啊 map flatmap，async io 等

35、flink的水位线，你了解吗，能简单介绍一下吗

Flink 的watermark是一种延迟触发的机制。

一般watermark是和window结合来进行处理乱序数据的，Watermark最根本就是一个时间机制，例如我设置最大乱序时间为2s，窗口时间为5秒，那么就是当事件时间大于7s的时候会触发窗口。当然假如有数据分区的情况下，例如kafka中接入watermake的话，那么watermake是会流动的，取的是所有分区中最小的watermake进行流动，因为只有最小的能够保证，之前的数据都已经来到了，可以触发计算了。

36、Flink怎么维护Checkpoint？在HDFS上存储的话会有小文件吗

默认情况下，如果设置了Checkpoint选项，Flink只保留最近成功生成的1个Checkpoint。当Flink程序失败时，可以从最近的这个Checkpoint来进行恢复。但是，如果我们希望保留多个Checkpoint，并能够根据实际需要选择其中一个进行恢复，这样会更加灵活。Flink支持保留多个Checkpoint，需要在Flink的配置文件conf/flink-conf.yaml中，添加如下配置指定最多需要保存Checkpoint的个数。

小文件问题是有的，但是并不是很多所以无需关心，在公司不大的情况下无需关心。

37、Spark和Flink的序列化，有什么区别吗？

Spark 默认使用的是 Java序列化机制，同时还有优化的机制，也就是kryo

Flink是自己实现的序列化机制，也就是TypeInformation

38、Flink是怎么处理迟到数据的？但是实际开发中不能有数据迟到，怎么做？

Flink 的watermark是一种延迟触发的机制。

39、画出flink执行时的流程图。

40、Flink分区分配策略

41、Flink关闭后状态端数据恢复得慢怎么办？

42、了解flink的savepoint吗？讲一下savepoint和checkpoint的不同和各有什么优势

43、flink的状态后端机制

Flink的状态后端是Flink在做checkpoint的时候将状态快照持久化，有三种状态后端 Memery、HDFS、RocksDB

44、flink中滑动窗口和滚动窗口的区别，实际应用的窗口是哪种？用的是窗口长度和滑动步长是多少？

45、用flink能替代spark的批处理功能吗

Flink 未来的目标是批处理和流处理一体化，因为批处理的数据集你可以理解为是一个有限的数据流。Flink 在批出理方面，尤其是在今年 Flink 1.9 Release 之后，合入大量在 Hive 方面的功能，你可以使用 Flink SQL 来读取 Hive 中的元数据和数据集，并且使用 Flink SQL 对其进行逻辑加工，不过目前 Flink 在批处理方面的性能，还是干不过 Spark的。

目前看来，Flink 在批处理方面还有很多内容要做，当然，如果是实时计算引擎的引入，Flink 当然是首选。

46、flink计算的UV你们是如何设置状态后端保存数据

可以使用布隆过滤器。

47、sparkstreaming和flink在执行任务上有啥区别，不是简单的流处理和微批，sparkstreaming提交任务是分解成stage，flink是转换graph，有啥区别？

48、flink把streamgraph转化成jobGraph是在哪个阶段？

49、Flink中的watermark除了处理乱序数据还有其他作用吗？

还有kafka数据顺序消费的处理。

50、flink你一般设置水位线设置多少

我们之前设置的水位线是6s

52、Flink任务提交流程

Flink任务提交后，Client向HDFS上传Flink的jar包和配置，之后向Yarn ResourceManager提交任务，ResourceManager分配Container资源并通知对应的NodeManager启动

ApplicationMaster，ApplicationMaster启动后加载Flink的jar包和配置构建环境，然后启动JobManager；之后Application Master向ResourceManager申请资源启动TaskManager

，ResourceManager分配Container资源后，由ApplicationMaster通知资源所在的节点的NodeManager启动TaskManager，NodeManager加载Flink的Jar包和配置构建环境并启动TaskManager，TaskManager启动向JobManager发送心跳，并等待JobManager向其分配任务。

53、Flink技术架构图

54、flink如何实现在指定时间进行计算。

55、手写Flink topN

57、Flink的Join算子有哪些

一般join是发生在window上面的: