Flink原理、实战与性能优化

Flink原理、实战与性能优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:张利兵
出品人:
页数:336
译者:
出版时间:2019-5
价格:79.00元
装帧:平装
isbn号码:9787111623533
丛书系列:大数据技术丛书
图书标签:
  • flink
  • 大数据
  • 计算机
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  • 实时计算
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  • 架构设计
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具体描述

这是一部以实战为导向,能指导读者零基础掌握Flink并快速完成进阶的著作,从功能、原理、实战和调优等4个维度循序渐进地讲解了如何利用Flink进行分布式流式应用开发。作者是该领域的资深专家,现就职于第四范式,曾就职于明略数据。

全书一共10章,逻辑上可以分为三个部分:

第一部分(第1~2章)

主要介绍了Flink的核心概念、特性、应用场景、基本架构,开发环境的搭建和配置,以及源代码的编译。

第二部分(第3~9章)

详细讲解了Flink的编程范式,各种编程接口的功能、应用场景和使用方法,以及核心模块和组件的原理和使用。

第三部分(第10章)

重点讲解了Flink的监控和优化,参数调优,以及对反压、Checkpoint和内存的优化。

《实时数据处理的艺术》 在数据洪流席卷而来的时代,如何高效、准确地捕获、分析并响应海量实时数据,已成为决定企业竞争力的关键。本书将带您深入探索实时数据处理的奥秘,为您揭示构建强大、可靠、可扩展的流式数据处理系统的核心原理与实践方法。 第一部分:流式处理基石 — 理解实时数据 数据流动的本质: 我们将从源头出发,深入剖析实时数据与批量数据的根本区别,理解事件驱动架构(EDA)的核心思想,以及它如何赋能业务的敏捷响应。 流式处理模型: 探索不同的流式处理范式,如事件时间处理、摄入时间处理,理解水印(Watermark)在处理乱序事件和保证一致性方面的作用。 核心概念辨析: 深入解析状态(State)、窗口(Windowing)、触发器(Triggers)和容错(Fault Tolerance)等流式处理中的核心概念,理解它们在构建复杂实时应用中的地位。 流式处理的挑战: 剖析实时数据处理面临的典型挑战,包括但不限于数据延迟、数据丢失、数据重复、一致性保证以及如何优雅地处理复杂事件序列。 第二部分:构建实时数据管道 — 实战指南 消息队列的选型与应用: 详解主流消息队列(如Kafka、Pulsar)的设计理念、架构特点、使用场景及其在构建流式数据管道中的关键作用,涵盖生产者、消费者、消息语义等重要知识点。 分布式流式处理引擎: 深入介绍当前业界领先的分布式流式处理引擎,分析它们的执行模型、数据模型、API设计以及在不同场景下的优势与劣势。我们将着重讲解如何利用这些引擎实现数据的摄入、转换、聚合与分析。 数据源与数据汇的集成: 涵盖与各种常见数据源(如数据库CDC、日志文件、IoT设备)和数据汇(如数据仓库、NoSQL数据库、搜索引擎)的集成策略,确保数据在不同系统间的无缝流动。 构建端到端的实时数据应用: 通过详实的案例分析,指导您如何将所学知识融会贯通,构建诸如实时推荐系统、欺诈检测系统、实时监控告警平台、物联网数据处理等实际应用。我们将演示从数据接入到结果呈现的全流程构建过程。 流批一体的探索: 探讨流式处理与批量处理的融合之道,介绍如何构建能够同时处理历史数据和实时数据的统一数据平台,以应对日益增长的数据处理需求。 第三部分:性能优化与高可用 — 打造卓越的流处理系统 性能瓶颈分析: 学习如何识别和诊断流式数据处理系统中的性能瓶颈,包括网络 I/O、CPU消耗、内存使用、磁盘读写以及算子间的通信效率。 数据分区与并行度调优: 深入理解数据分区(Partitioning)策略对流式处理性能的影响,掌握如何根据业务场景合理设置并行度(Parallelism)以充分利用分布式计算资源。 状态管理优化: 探讨高效的状态管理技术,包括状态后端(State Backend)的选择、状态清理(State Cleanup)策略,以及如何避免状态膨胀(State Bloat)问题。 内存管理与垃圾回收: 分析流式处理中内存的关键作用,讲解 JVM 调优、内存池(Memory Pool)等技术,以减少 GC 停顿对实时性的影响。 容错机制与高可用设计: 详细阐述分布式流式处理引擎的容错机制,如检查点(Checkpointing)与保存点(Savepointing)的原理与实践。指导您如何设计和部署高可用的流式处理集群,确保在节点故障时数据的安全与业务的连续性。 监控与告警体系: 建立完善的流式数据处理系统监控体系,通过Metrics、Logging等手段,及时发现并处理潜在问题,确保系统的稳定运行。 本书特色: 理论与实践并重: 深入浅出地讲解核心原理,同时提供大量实际案例和代码示例,帮助读者将理论知识转化为实际能力。 关注最新技术动态: 涵盖当前流式处理领域最前沿的技术理念和工具。 注重性能调优: 提供系统性的性能优化方法论和实操技巧,助您打造高效、低延迟的流处理系统。 面向广泛读者: 无论您是初涉实时数据处理的开发者,还是经验丰富的架构师,都能从中获得有价值的洞察。 掌握本书内容,您将能够自信地驾驭实时数据,构建强大、高效、可靠的流式数据处理解决方案,为您的业务带来前所未有的敏捷性和智能化。

作者简介

张利兵

资深架构师,流式计算领域专家,第四范式华东区AI项目架构师,原明略数据华东区大数据架构师。

有多年大数据、流式计算方面的开发经验,对Hadoop、Spark、Flink等大数据计算引擎有着非常深入的理解,积累了丰富的项目实践经验。先后利用相关技术为银行、证券、地铁等领域的头部企业构建了内部大数据平台,参与了基于Flink的实时反欺诈风控、实时地铁故障预警等流式计算平台的设计和研发。

目录信息

前言
第1章 Apache Flink介绍 1
1.1 Apache Flink是什么 1
1.2 数据架构的演变 2
1.2.1 传统数据基础架构 3
1.2.2 大数据数据架构 4
1.2.3 有状态流计算架构 5
1.2.4 为什么会是Flink 6
1.3 Flink应用场景 8
1.4 Flink基本架构 10
1.4.1 基本组件栈 10
1.4.2 基本架构图 11
1.5 本章小结 13
第2章 环境准备 14
2.1 运行环境介绍 14
2.2 Flink项目模板 15
2.2.1 基于Java实现的项目模板 15
2.2.2 基于Scala实现的项目模板 18
2.3 Flink开发环境配置 20
2.3.1 下载IntelliJ IDEA IDE 21
2.3.2 安装Scala Plugins 21
2.3.3 导入Flink应用代码 22
2.3.4 项目配置 22
2.4 运行Scala REPL 24
2.4.1 环境支持 24
2.4.2 运行程序 24
2.5 Flink源码编译 25
2.6 本章小结 26
第3章 Flink编程模型 27
3.1 数据集类型 27
3.2 Flink编程接口 29
3.3 Flink程序结构 30
3.4 Flink数据类型 37
3.4.1 数据类型支持 37
3.4.2 TypeInformation信息获取 40
3.5 本章小结 43
第4章 DataStream API 介绍与使用 44
4.1 DataStream编程模型 44
4.1.1 DataSources数据输入 45
4.1.2 DataSteam转换操作 49
4.1.3 DataSinks数据输出 59
4.2 时间概念与Watermark 61
4.2.1 时间概念类型 61
4.2.2 EventTime和Watermark 63
4.3 Windows窗口计算 69
4.3.1 Windows Assigner 70
4.3.2 Windows Function 77
4.3.3 Trigger窗口触发器 83
4.3.4 Evictors数据剔除器 87
4.3.5 延迟数据处理 88
4.3.6 连续窗口计算 89
4.3.7 Windows多流合并 90
4.4 作业链和资源组 95
4.4.1 作业链 95
4.4.2 Slots资源组 96
4.5 Asynchronous I/O异步操作 97
4.6 本章小结 98
第5章 Flink状态管理和容错 100
5.1 有状态计算 100
5.2 Checkpoints和Savepoints 109
5.2.1 Checkpoints检查点机制 109
5.2.2 Savepoints机制 111
5.3 状态管理器 114
5.3.1 StateBackend类别 114
5.3.2 状态管理器配置 116
5.4 Querable State 118
5.5 本章小结 123
第6章 DataSet API介绍与使用 124
6.1 DataSet API 124
6.1.1 应用实例 125
6.1.2 DataSources数据接入 126
6.1.3 DataSet转换操作 128
6.1.4 DataSinks数据输出 134
6.2 迭代计算 136
6.2.1 全量迭代 136
6.2.2 增量迭代 137
6.3 广播变量与分布式缓存 139
6.3.1 广播变量 139
6.3.2 分布式缓存 140
6.4 语义注解 141
6.4.1 Forwarded Fileds注解 141
6.4.2 Non-Forwarded Fileds注解 143
6.4.3 Read Fields注解 144
6.5 本章小结 145
第7章 Table API & SQL介绍与使用 146
7.1 TableEnviroment概念 146
7.1.1 开发环境构建 147
7.1.2 TableEnvironment基本操作 147
7.1.3 外部连接器 155
7.1.4 时间概念 162
7.1.5 Temporal Tables临时表 166
7.2 Flink Table API 167
7.2.1 Table API应用实例 167
7.2.2 数据查询和过滤 168
7.2.3 窗口操作 168
7.2.4 聚合操作 173
7.2.5 多表关联 175
7.2.6 集合操作 177
7.2.7 排序操作 178
7.2.8 数据写入 179
7.3 Flink SQL使用 179
7.3.1 Flink SQL实例 179
7.3.2 执行SQL 180
7.3.3 数据查询与过滤 181
7.3.4 Group Windows窗口操作 182
7.3.5 数据聚合 184
7.3.6 多表关联 186
7.3.7 集合操作 187
7.3.8 数据输出 189
7.4 自定义函数 189
7.4.1 Scalar Function 189
7.4.2 Table Function 191
7.4.3 Aggregation Function 192
7.5 自定义数据源 193
7.5.1 TableSource定义 193
7.5.2 TableSink定义 196
7.5.3 TableFactory定义 199
7.6 本章小结 201
第8章 Flink组件栈介绍与使用 202
8.1 Flink复杂事件处理 202
8.1.1 基础概念 203
8.1.2 Pattern API 204
8.1.3 事件获取 210
8.1.4 应用实例 212
8.2 Flink Gelly图计算应用 213
8.2.1 基本概念 213
8.2.2 Graph API 214
8.2.3 迭代图处理 220
8.2.4 图生成器 226
8.3 FlinkML机器学习应用 227
8.3.1 基本概念 227
8.3.2 有监督学习算子 229
8.3.3 数据预处理 231
8.3.4 推荐算法 234
8.3.5 Pipelines In FlinkML 235
8.4 本章小结 236
第9章 Flink部署与应用 237
9.1 Flink集群部署 237
9.1.1 Standalone Cluster部署 238
9.1.2 Yarn Cluster部署 240
9.1.3 Kubernetes Cluster部署 244
9.2 Flink高可用配置 247
9.2.1 Standalone集群高可用配置 248
9.2.2 Yarn Session集群高可用配置 250
9.3 Flink安全管理 251
9.3.1 认证目标 251
9.3.2 认证配置 252
9.3.3 SSL配置 253
9.4 Flink集群升级 255
9.4.1 任务重启 256
9.4.2 状态维护 256
9.4.3 版本升级 257
9.5 本章小结 258
第10章 Flink监控与性能优化 259
10.1 监控指标 259
10.1.1 系统监控指标 259
10.1.2 监控指标注册 261
10.1.3 监控指标报表 264
10.2 Backpressure监控与优化 266
10.2.1 Backpressure进程抽样 266
10.2.2 Backpressure页面监控 267
10.2.3 Backpressure配置 268
10.3 Checkpointing监控与优化 268
10.3.1 Checkpointing页面监控 268
10.3.2 Checkpointing优化 271
10.4 Flink内存优化 273
10.4.1 Flink内存配置 274
10.4.2 Network Buffers配置 275
10.5 本章小结 277
· · · · · · (收起)

读后感

评分

大厂都在往Flink转,我也来学学看。 这是一部以实战为导向,能指导读者零基础掌握Flink并快速完成进阶的著作,从功能、原理、实战和调优4个维度循序渐进地讲解了如何利用Flink进行分布式流式应用开发。作者是该领域的资深专家,现就职于第四范式,曾就职于明略数据。 (1)作者...  

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说一下,首先这本书里面印刷错误真的很多,多到让人难以接受,我看了67页,已经碰到5个以上的印刷错误,难道出版的时候都不校正吗,其次,给的github代码库名字都改了,代码也没有按章节一节一节分好类,qq群一共就14个人,加了还没有通过。感觉这本书真的写的没有别人评价的那...  

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在目前能找到的关于 flink 的中文书中,确实是最好的 ... 可以当成一个 programming model 、api 和 example 的手册,重点还是讲 flink 的编程模型,说实话,确实漂亮 第一个亮点:分层 api 体系(SQL、Table API、DataStream/DataSet API 和 最底层的 stateful streaming pro...

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大厂都在往Flink转,我也来学学看。 这是一部以实战为导向,能指导读者零基础掌握Flink并快速完成进阶的著作,从功能、原理、实战和调优4个维度循序渐进地讲解了如何利用Flink进行分布式流式应用开发。作者是该领域的资深专家,现就职于第四范式,曾就职于明略数据。 (1)作者...  

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在目前能找到的关于 flink 的中文书中,确实是最好的 ... 可以当成一个 programming model 、api 和 example 的手册,重点还是讲 flink 的编程模型,说实话,确实漂亮 第一个亮点:分层 api 体系(SQL、Table API、DataStream/DataSet API 和 最底层的 stateful streaming pro...

用户评价

评分

我最近在负责一个对延迟极其敏感的实时风控系统,当前的架构在面对突发流量高峰时显得力不从心,特别是在状态管理和故障恢复环节,表现出明显的性能瓶颈。因此,我对这本书中“性能优化”这三个字抱有极高的期望。我希望看到的不只是泛泛而谈的调优建议,而是针对特定场景的深度剖析。例如,如何根据不同的算子类型(KeyedState vs. OperatorState)选择最合适的State Backend?在RocksDBStateBackend的配置上,到底哪些参数的调整能带来立竿见影的效果,比如内存和磁盘I/O的配比,以及如何有效管理内存碎片?实战经验的价值在于,它能揭示那些官方文档里不会明确指出的“陷阱”。如果书中能提供一套系统的基准测试(Benchmarking)方法论,并展示一套从慢到快的优化迭代过程,那对我来说就是无价之宝。我尤其关注Checkpointing的频率与大小对吞吐量的影响,以及如何在保证数据一致性的前提下,最小化CheckPointing引入的计算暂停时间。如果作者能分享一些在超大规模集群上处理TB级状态的实战案例和解决方案,那这本书的价值将远超普通教材的范畴,直接成为我生产环境的救命稻草。

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我对大数据框架的学习习惯倾向于从架构的演进和设计哲学的角度去理解。很多时候,一个框架的成功,不在于它能做什么,而在于它“为什么”要这么设计。这本书的“原理”部分,我希望它能提供一个清晰的脉络,解释Flink在MapReduce和Storm等前辈框架基础上的核心突破点在哪里。比如,为什么它能更好地实现流批一体?这背后对Operator模型和数据流图的重构带来了哪些深层次的影响?我期望看到对Source、Sink组件设计灵活性的探讨,以及如何优雅地处理上下游系统的契约问题。此外,一个成熟的分布式系统必须解决容错性问题。我期待书中能用大量的篇幅来解释Chandy-Lamport快照算法在Flink中的具体实现细节,以及如何通过Checkpointing机制保证Exactly-Once语义的理论推导和工程实践的权衡。如果作者能对比分析一下不同容错机制(如异步快照与同步快照)的优劣,并给出选择的指导原则,那就能极大地提升我对系统稳定性的信心。对我而言,理解了“Why”,才能更好地掌握“How”。

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从一个资深Java开发者的角度来看,我更看重代码层面的实现细节和JVM层面的考量。Flink虽然强大,但其运行在JVM之上,很多性能问题往往源于对JVM垃圾回收机制的误判和不合理的内存分配。我期待这本书能详细探讨Flink TaskManager的JVM调优策略,比如如何合理设置堆外内存(Managed Memory)与JVM堆内存的比例,以及针对Off-Heap 存储(如RocksDB)如何配置GC策略以减少Full GC的频率和时长。在“实战”部分,我希望看到的不是简单的API调用,而是对内部数据结构和序列化机制的深入剖析。比如,Flink是如何利用Kryo或自定义序列化器来实现高效的数据传输和状态持久化?如果作者能展示一些自定义Operator的开发经验,特别是如何编写高效的ProcessFunction来精确控制时间线和状态访问,那就更棒了。很多时候,理解了底层的数据结构和内存布局,才能写出真正“干净”且高效的Flink应用,避免因不当的内存使用导致TaskManager频繁挂掉。如果这本书能将系统架构、JVM调优与应用代码编写紧密结合,形成一个闭环的优化思路,那绝对是教科书级别的作品。

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这本书的标题真是直击痛点,我一直对分布式数据处理的底层逻辑心存好奇,但市面上的资料要么过于理论化让人望而却步,要么就是零散的API介绍,缺乏一个系统的框架。《Flink原理、实战与性能优化》这个名字听起来就像是为我这种既想深入理解原理,又急需落地解决实际问题的人量身定做的。我尤其期待它在“原理”部分能如何巧妙地将复杂的流式计算模型,如事件时间、水位线这些核心概念,用清晰直观的方式阐述出来。通常在学习这些概念时,最大的难点在于如何将抽象的理论与真实世界中数据延迟、乱序的场景联系起来。如果这本书能提供丰富的图示和代码示例,哪怕是伪代码,来模拟数据流动的全过程,那绝对能帮我打下坚实的理论基础。毕竟,只有吃透了Watermark的生成和处理机制,才能真正理解流批一体的精髓所在,避免在实际项目中因为时间语义理解偏差而导致数据计算的错误。我希望作者能在介绍基础架构时,不仅停留在组件的堆砌,而是能深入剖析各个模块之间的数据交互和心跳机制,让我对整个系统的鲁棒性有一个全局的认知。这本书若能做到这一点,那它就不仅仅是一本技术手册,更是一张通往高级流处理架构师的路线图。

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作为一名需要经常与数据科学家和业务分析师打交道的工程师,我非常关注Flink在处理复杂业务逻辑,特别是涉及到窗口聚合和Join操作时的表现。这本书如果能在“实战”部分着重介绍高级窗口函数的使用场景,那将极大地拓宽我的应用边界。比如,如何高效地处理包含大量非规范化数据(Unbounded Data)的Session Window聚合?在处理复杂的流式Join时,特别是对于跨越长时间窗口的Temporal Join,性能损耗往往是最大的痛点。我期望书中能提供一些针对Join场景的State管理优化技巧,例如如何利用布隆过滤器(Bloom Filter)来提前排除不必要的Join操作,从而减少状态的膨胀。另外,数据倾斜是所有分布式计算的噩梦,如果书中能专门开辟一章,系统性地讲解如何利用Key Grouping的特性,结合数据预处理或者自定义分区器来缓解状态倾斜问题,那将是极大的加分项。我需要的不仅是能跑起来的代码,而是能在高并发、大数据量下依然保持稳定性和高效性的“工业级”代码范例。这本书如果能提供这种深层次的实战指导,我将毫不犹豫地把它奉为案头必备的工具书。

评分

如果说官方网页有中文版或许就不会买这本书了,如果将一下底层原理或许要容易理解好一点

评分

从入门到精通,对于了解flink框架还是挺不错的,有概念,有案例,有实践,有运维,内容较为全面。

评分

好书!读完醍醐灌顶!既是Flink入门读物,又是实用指南!少有值得留评论的技术书,这本真的值得推荐!

评分

比较水

评分

对Flink的高级特性讲解的很透彻。

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