Flink技术内幕：架构设计与实现原理

前　言
第1章　阅读Flink源代码前的准备 1
1.1　环境准备 1
1.2　获取、编译和调试Flink的源代码 4
1.2.1　获取与导入Flink源代码 4
1.2.2　编译与调试Flink源代码 6
1.3　Flink源代码的目录结构 9
1.4　Flink设计理念与基本架构 11
1.4.1　Flink与主流计算引擎对比 11
1.4.2　Flink基本架构 14
1.5　本章小结 17
第2章　编程模型与API 18
2.1　DataStream 18
2.2　算子 21
2.3　窗口 28
2.3.1　窗口的基本概念 28
2.3.2　窗口的执行流程 30
2.3.3　窗口分配器 32
2.3.4　触发器 37
2.3.5　窗口函数 41
2.4　本章小结 43
第3章　运行时组件与通信 44
3.1　运行时组件 44
3.1.1　REST 45
3.1.2　Dispatcher 54
3.1.3　ResourceManager 61
3.1.4　JobMaster 75
3.1.5　TaskExecutor 85
3.2　组件间通信 95
3.2.1　Akka与Actor模型 95
3.2.2　组件间通信实现 99
3.3　运行时组件的高可用 117
3.3.1　Master节点上组件的高可用 117
3.3.2　现有运行时组件高可用存在的问题及其解决方案 126
3.4　本章小结 128
第4章　状态管理与容错 129
4.1　状态 129
4.1.1　状态的原理与实现 129
4.1.2　状态生存时间的原理与实现 134
4.2　检查点 137
4.2.1　检查点机制原理 137
4.2.2　检查点执行过程 137
4.2.3　任务容错 140
4.3　状态后端 143
4.4　本章小结 148
第5章　任务提交与执行 149
5.1　任务提交整体流程 149
5.2　DAG转换 152
5.2.1　DAG的4层转换 152
5.2.2　WordCount转换过程 152
5.3　Slot分配 160
5.3.1　相关概念和实现类 160
5.3.2　Slot申请流程 162
5.3.3　任务部署 168
5.4　任务执行机制 170
5.4.1　任务执行过程 170
5.4.2　MailBox线程模型 174
5.5　本章小结 177
第6章　Flink网络栈 178
6.1　内存管理 178
6.2　网络传输 182
6.2.1　什么是Flink网络栈 182
6.2.2　非流控模型的网络传输流程 184
6.2.3　流控模型的网络传输流程 197
6.3　流批一体的shuffle架构 199
6.3.1　生命周期管理 199
6.3.2　数据shuffle 207
6.4　本章小结 208
第7章　Flink Connector的设计与实现 209
7.1　Kafka Connector实现原理 209
7.1.1　Kafka Source Connector实现 209
7.1.2　Kafka Sink Connector 实现 216
7.2　HBase Table Connector 实现原理 220
7.2.1　HBase Source Connector和Sink Connector的工厂实现 221
7.2.2　HBase维表实现 222
7.3　本章小结 224
第8章　部署模式 225
8.1　Local部署 225
8.2　Standalone部署 228
8.3　Flink on YARN模式 240
8.3.1　YARN基本架构 240
8.3.2　Flink on YARN模式介绍 241
8.3.3　Flink on YARN启动过程 243
8.4　Flinkon Kubernetes模式 260
8.5　本章小结 265
第9章　Flink Table与SQL 266
9.1　StreamTableEnvironment类介绍 266
9.1.1　StreamExecution-Environment类 267
9.1.2　EnvironmentSettings类 267
9.1.3　TableConfig类 268
9.1.4　StreamTableEnvironment的创建过程 269
9.2　SQL解析过程 270
9.2.1　SQL解析 270
9.2.2　SQL优化 277
9.2.3　RelNode转换 279
9.3　Table Connector 281
9.3.1　TableSource 282
9.3.2　TableSink 286
9.3.3　SPI机制在Table Connector中的应用 288
9.4　UDF与内置算子 292
9.4.1　UDF 292
9.4.2　内置算子 294
9.5　本章小结 297
第10章　Flink CEP 原理解析 298
10.1　CEP的基本概念 298
10.1.1　什么是Flink CEP 298
10.1.2　Pattern 298
10.1.3　量词 300
10.1.4　条件 301
10.1.5　连接 302
10.1.6　Flink CEP作业编写举例 302
10.2　CEP内部实现原理 304
10.2.1　NFA简介 305
10.2.2　匹配过程 305
10.2.3　CEP状态存储 310
10.2.4　CEP和SQL结合 313
10.3　本章小结 315
第11章　Flink监控 316
11.1　监控指标 316
11.1.1　指标类型 316
11.1.2　系统指标及自定义指标 318
11.1.3　指标的使用 319
11.2　常用系统指标 322
11.3　监控体系建设 324
11.3.1　指标监控及展示 324
11.3.2　日志分析处理 326
11.3.3　定位手段 326
11.4　本章小结 327