【Flink 核心篇】Flink 内存管理（二）：JobManager 内存分配（含实际计算案例）

《Flink 内存管理》系列（已完结），共包含以下 4 篇文章：

• Flink 内存管理（一）：设置 Flink 进程内存
• Flink 内存管理（二）：JobManager 内存分配（含实际计算案例）
• Flink 内存管理（三）：TaskManager 内存分配（理论篇）
• Flink 内存管理（四）：TaskManager 内存分配（实战篇）

  😊 如果您觉得这篇文章有用 ✔️ 的话，请给博主一个一键三连 🚀🚀🚀 吧 （点赞 🧡、关注 💛、收藏 💚）！！！您的支持 💖💖💖 将激励 🔥 博主输出更多优质内容！！！

  Flink 内存管理（二）：JobManager 内存分配

  • 1.分配 Total Process Size
  • 2.分配 Total Flink Size
  • 3.单独分配 Heap Size
  • 4.分配 Total Process Size 和 Heap Size
  • 5.分配 Total Flink Size 和 Heap Size

    JobManager 是 Flink 集群的控制元素。它由三个不同的组件组成： 资源管理器（Resource Manager）、调度器（Dispatcher）和每个运行中的 Flink 作业的一个作业管理器（JobMaster）。

    JobManager 的内存模型如下：

    

    以上 Total Process Memory 的模型图可以分为以下的 4 个内存组件，如果在分配内存的时候，显示的指定了组件其中的 1 1 1 个或者多个，那么 JVM Overhead 的值就是在其它组件确定的情况下，用 Total Process Size - 其它获取的值，必须在 min - max 之间，如果没有指定组件的值，那么就按照 0.1 0.1 0.1 的比例进行计算得到，如果计算出的值小于 min 取 min，如果大于 max 取 max，如果 min、max 指定的相等，那么这个 JVM Overhead 就是一个确定的值！

    内存组件	配置选项	内存组件的功能
    JVM Heap	jobmanager.memory.heap.size	JobManager 的 JVM 堆内存大小。这个大小取决于提交的作业个数和作业的结构以及用户代码的要求。主要用来运行 Flink 框架，执行作业提交时的用户代码以及 Checkpoint 的回调代码。
    Off-Heap Memory	jobmanager.memory.off-heap.size	JM 的对外内存的大小。涵盖了所有 Direct 和 Native 的内存分配。用来执行 akka 等外部依赖，同时也负责运行 Checkpoint 回调及作业提交时的用户代码，有默认值 128 M 128M 128M。
    JVM Metaspace	jobmanager.memory.jvm-metaspace.size	JM 的元空间大小，有默认值 256 M 256M 256M， 属于 Native Memory。
    JVM Overhead	jobmanager.memory.jvm-overhead.min jobmanager.memory.jvm-overhead.max jobmanager.memory.jvm-overhead.fraction	JVM 额外开销。为 Thread Stacks，Code Cache，Garbage Collection Space 预留的 Native Memory，有默认的 faction of total process size，但是必须在其 min & max 之间。

    在 《Flink 内存管理（一）：设置 Flink 进程内存》中我们提到，必须使用下述三种方法之一配置 Flink 的内存（本地执行除外），否则 Flink 启动将失败。这意味着必须明确配置以下选项子集之一，这些子集没有默认值。

    序号	for TaskManager	for JobManager
    1️⃣	taskmanager.memory.flink.size	jobmanager.memory.flink.size
    2️⃣	taskmanager.memory.process.size	jobmanager.memory.process.size
    3️⃣	taskmanager.memory.task.heap.size 和 taskmanager.memory.managed.size	jobmanager.memory.heap.size

    1.分配 Total Process Size

    • jobmanager.memory.process.size

      

      

      此时我们只显示指定了 jobmanager.memory.process.size 的值，没有指定其它组件，此时整个 JobManager 的 JVM 进程能占用的内存为 2000 M 2000M 2000M。

      • Total Process Size = 2000 M = 2000M =2000M（这是分配的基准值）
      • JVM Overhead 因为没有指定其它组件内存，所以被按照 0.1 0.1 0.1 的比例推断成： 2000 M × 0.1 × 1024 × 1024 = 209715203 B = 200 M 2000M × 0.1 × 1024 × 1024 = 209715203B = 200M 2000M×0.1×1024×1024=209715203B=200M
      • JVM Metaspace 默认值为 256 M 256M 256M
      • Off-Heap Memeory 默认值为 128 M 128M 128M
      • JVM Heap 最终被推断为 2000 M − 200 M − 256 M − 128 M = 1.38 G 2000M - 200M - 256M - 128M = 1.38G 2000M−200M−256M−128M=1.38G

        为啥 JVM Heap 只有 1.33 G B 1.33GB 1.33GB 而不是 1.38 G B 1.38GB 1.38GB 呢？

        

        其实这个取决于你使用的 GC 算法会占用其中很小一部分固定内存作为 Non-Heap，该占用部分大小为： 1.38 − 1.33 = 0.05 G B 1.38-1.33 = 0.05GB 1.38−1.33=0.05GB。

        2.分配 Total Flink Size

        • jobmanager.memory.flink.size

          

          

          此时我们只显示指定了 jobmanager.memory.flink.size 的值，也没有指定其它组件如 Heap Size，此时整个 JobManager 的 JVM 进程除了 JVM Overhead 及 JVM Metaspace 之外能占用的内存为 2000 M 2000M 2000M。

          • Total Flink Size = 2000 M = 1.95 G = 2000M = 1.95G =2000M=1.95G（这属于 Total Process Size 的组件之一，Overhead 只能最后按剩余的内存来被推断）
          • JVM Metaspace 默认值为 256 M 256M 256M（固定默认值）
          • Off-Heap Memeory 默认值为 128 M 128M 128M（固定默认值）
          • JVM Heap = 2000 M − 128 M − 80 M B （ G C 算法占用） = 1.75 G B = 2000M - 128M - 80MB（GC算法占用）= 1.75GB =2000M−128M−80MB（GC算法占用）=1.75GB
          • 根据 JVM Overhead = = =(JVM Overhead + Metaspace 256 M 256M 256M + Flink Size 2000 M ) ×   0.1 2000 M) ×\ 0.1 2000M)× 0.1，计算可得：
            • Total Process Size = 2.448 G B = 2.448GB =2.448GB
            • JVM Overhead = 2.448 G B × 0.1 = 262843055 B = 250.667 M B = 2.448GB × 0.1 = 262843055B = 250.667MB =2.448GB×0.1=262843055B=250.667MB，在 192 M ～ 1 G B 192M～1GB 192M～1GB，为有效

              最终资源的分配如以下日志所示：

              

              3.单独分配 Heap Size

              • jobmanager.memory.heap.size

                

                

                此时我们只显示指定了 jobmanager.memory.heap.size 的值，相当于显示配置了组件的值，此时整个 JobManager 的 JVM Heap 被指定为最大内存为 1000 M 1000M 1000M。

                • JVM Heap 被指定为 1000 M 1000M 1000M，但是得从 GC 算法中扣除 41 M B 41MB 41MB，实际 JVM Heap = 959 M B = 959MB =959MB
                • JVM Metaspace 默认值为 256 M 256M 256M
                • Off-Heap Memeory 默认值为 128 M 128M 128M
                • Total Flink Size = 1128 M B = 1.102 G B = 1128MB = 1.102GB =1128MB=1.102GB
                • JVM Overhead = ( 1128 M B + 256 M + = (1128MB + 256M + =(1128MB+256M+ JVM Overhead ) × 0.1 ) × 0.1 )×0.1
                  • JVM Overhead = 153.778