记一次 Flink 反压问题排查过程

问题出现

根据subtask的watermark发现延迟了10几分钟，然后查看是否有异常或者BackPressure的情况最终发现，source->watermarks->filter端三个subtask反压都显示High

重启多次，问题依然存在。

反压的定位

正常任务checkpoint时间端发现非常短

反压任务

大约可以看出来checkpoint做的时间过程，并且内部基本上是下游的subtask任务耗时比较长，因此初步怀疑是因为下游sink消费原因。

分析上游的subtask的Metrics

如果一个 Subtask 的发送端 Buffer 占用率很高，则表明它被下游反压限速了；如果一个 Subtask 的接受端 Buffer 占用很高，则表明它将反压传导至上游。

outPoolUsage 和 inPoolUsage 同为低或同为高分别表明当前 Subtask 正常或处于被下游反压，这应该没有太多疑问。而比较有趣的是当 outPoolUsage 和 inPoolUsage 表现不同时，这可能是出于反压传导的中间状态或者表明该 Subtask 就是反压的根源。

如果一个 Subtask 的 outPoolUsage 是高，通常是被下游 Task 所影响，所以可以排查它本身是反压根源的可能性。如果一个 Subtask 的 outPoolUsage 是低，但其 inPoolUsage 是高，则表明它有可能是反压的根源。因为通常反压会传导至其上游，导致上游某些 Subtask 的 outPoolUsage 为高，我们可以根据这点来进一步判断。值得注意的是，反压有时是短暂的且影响不大，比如来自某个 Channel 的短暂网络延迟或者 TaskManager 的正常 GC，这种情况下我们可以不用处理。

可以分析出来上游分下游限速里。

通常来说，floatingBuffersUsage 为高则表明反压正在传导至上游，而 exclusiveBuffersUsage 则表明了反压是否存在倾斜（floatingBuffersUsage 高、exclusiveBuffersUsage 低为有倾斜，因为少数 channel 占用了大部分的 Floating Buffer）。

分析原因

可以看出来subtask的数据并不是特别的倾斜

此外，最常见的问题可能是用户代码的执行效率问题（频繁被阻塞或者性能问题）。最有用的办法就是对 TaskManager 进行 CPU profile，从中我们可以分析到 Task Thread 是否跑满一个 CPU 核：如果是的话要分析 CPU 主要花费在哪些函数里面，比如我们生产环境中就偶尔遇到卡在 Regex 的用户函数（ReDoS）；如果不是的话要看 Task Thread 阻塞在哪里，可能是用户函数本身有些同步的调用，可能是 checkpoint 或者 GC 等系统活动导致的暂时系统暂停。当然，性能分析的结果也可能是正常的，只是作业申请的资源不足而导致了反压，这就通常要求拓展并行度。值得一提的，在未来的版本 Flink 将会直接在 WebUI 提供 JVM 的 CPU 火焰图[5]，这将大大简化性能瓶颈的分析。另外 TaskManager 的内存以及 GC 问题也可能会导致反压，包括 TaskManager JVM 各区内存不合理导致的频繁 Full GC 甚至失联。推荐可以通过给 TaskManager 启用 G1 垃圾回收器来优化 GC，并加上 -XX:+PrintGCDetails 来打印 GC 日志的方式来观察 GC 的问题。

测试解决

调整sink to kafka为print打印控制台

发现仍然存在反压问题，排除sink写入kafka速度过慢问题，因原来写es存在延迟因此改为kafka，因此这一次先排除这个问题。

降低cep时间时间窗口大小，由3分钟-》1分钟-》20s 反压出现的时间越来越靠后，大体问题定位在cep算子相关，并且此时每次checkpoint的时间在增大，尽管state的大小相同但是时间成倍增大，故修改checkpoint相关配置继续测试发现问题仍然存在

分析线程taskmanager线程占比，发现cep算子占用cpu百分之94，故增大算子并发度3为6线程cpu占用降低如下健康状态

反压经历1个时间也没有再出现，后续会持续跟进，并且会尝试调大cep的时间窗口，尝试配置出最佳实践

增大分区后发现数据倾斜严重，因为kafka分区为3，但是并行度为6因此cep算子的6个subtask数据倾斜严重，因此在添加source端执行reblance方法，强制轮询方式分配数据

可以看出来这里数据相比以前均匀很多

Cep配置

• 并行度，kafka分区的double
• cep时间窗口：30s
• sink：2个sink到kafka

作者：collabH
原文地址：https://github.com/collabH/repository/blob/master/bigdata/flink/practice/%E8%AE%B0%E5%BD%95%E4%B8%80%E6%AC%A1Flink%E5%8F%8D%E5%8E%8B%E9%97%AE%E9%A2%98.md