Flume的优化

　

ETL(Extraction, Transformation, and Load)是基于日志数据挖掘中的重要环节。现在Hadoop用于日志ETL的工具主要有Facebook的Scribe，Apache的Chukwa和Cloudera的Flume等等。
从容错性、负载均衡和可扩展性上考虑，我们最后选择了Flume作为我们的日志ETL工具。Flume是Cloudera提供的非常优秀的日志ETL工具。它支持在日志系统中定制各类数据发送方来收集数据。同时，Flume提供对数据进行简单处理，并写到各种数据接受方(可定制)的能力。

Flume包含3个部分，Master、Collector和Agent。Master是管理节点，Agent用于采集数据，Agent是Flume中产生数据流的地方。同时，Agent会将产生的数据流传输到Collector。Collector用于对数据进行聚合，往往会产生一个更大的流，然后传输到存储服务器。
Flume的优化也一般在Master、Agent和Collector上进行。

1.Master的优化
Master存储的内容较少，存储着数据传输路径上的发送者和接受者信息。所以性能一般不会成为瓶颈，主要是安全性方面的优化。Master是Flume的管理节点，一旦Master宕了，整个Flume也就无法运转了。我们可以在两台服务器上分别搭建Master，Master之间进行同步，从而避免单点故障的问题。

2.Agent的优化
Agent的优化主要分为两个方面，内存和CPU。
我们在使用Agent的服务器上发现其使用的系统资源很高。Agent的内存使用率基本占总内存的15%。CPU使用了237.6%。但是我们每个Agent上生成日志的频率并没有那么大，而且日志文件的大小也不是很大。是什么原因导致了Agent占用如此高的系统资源？
通过检查Agent进程的资源使用，发现Agent进程的MaxHeapSize 为8G，而将Java Heap的Young Generation、Old Generation 和Perm Generation 3部分相加才240.5M。这种现象很奇怪，很多的内存不知道用在什么地方了。我们试着降低MaxHeapSize的大小，设置为512M，重启Agent发现报出“java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory ”的异常。很奇怪，按照刚才的计算，Java Heap的使用才240.5M，现在512M的Heap Size应该足够了。查阅Flume的源码，发现Flume使用了Java NIO 用于数据的传输，传输时用的是Direct Buffer，Direct buffer是ByteBuffer的一种模式，它通常创建在进程的Native Heap而非Java Heap上。报异常的真正原因是Native Heap上的Direct Memory不够了。所以我们通过MaxDirectMemorySize参数调整Direct Memory为1G，但是启动后还是会报出OOM的异常。经过一些研究发现很可能是由于JVM的GC机制引起的。JVM的GC机制主要针对于Java Heap，而不是Native Heap，由于Agent使用的Java Heap并不高（上面也得到验证），GC的频率很低，导致Native Heap上的资源难以释放，越积越多。所以我只能加大了MaxDirectMemorySize的大小，重启Agent后，经过验证，Agent运行正常。优化后，Agent的内存使用率降低到7.2%，降低了53%的内存使用。
虽然我们不能直接控制Native Heap 的GC，但是我们可以通过调整Java Heap的参数来加大GC的频率，这样间接的控制Native Heap的GC。但是由于Java Heap 和Native Heap相互影响，过多的GC会增大CPU的使用率，所以我们需要找到一个平衡点，如果能找到， Flume Agent的资源使用能够更低。
注意，对于我们品友现在日志产生的量和频率，如上参数是可以的。但是对于其他环境，内存需要根据数据的实际情况来进行优化。
在CPU方面，我们主要修改了Flume的源码，主要是TailDirSource类。
具体做法是减少了Agent探测是否有新日志内容产生的频率，默认是100毫秒，我们对此进行了调整。当然，这种优化的手段还是要和实际的业务和数据情况结合在一起。例如，如果业务对实时性要求很低的话，我们可以把这个时间间隔设置得更长一些。
通过优化，CPU的使用率从237.6%降到了77.7%。
下图为我们优化前后的系统资源消耗对比，
优化前：




优化后：


3.Collector的优化
在Flume中，Collecor也是一个性能的瓶颈。如果从Agent发送过来要处理的event的数量不断增加，那么将会给Collector带来很大的处理压力，从而影响整个系统性能。
在这个问题上，我们可以配置多个Collector进行分流。然后我们可以通过某种规则，例如手动设置，将不同的Agent产生的event发送给相应的Collector，这样就将压力分摊给了多个Collector节点。