【大数据】Flink 内存管理（四）：TaskManager 内存分配（实战篇）

《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）

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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。

1.单独分配 Total Process Size

单独分配 Total Process Size，其它的组件都会自动分配。

taskmanager.memory.process.size: 2000m

内存分配步骤如下：

• 首先 Total Process Size $=2000M$
• 因为没有显示分配组件中的任何参数，所以 JVM Overhead $=2000M\times 0.1=200M$
• JVM Metaspace $=256M$
• ⭐ 所以 Native Memory = JVM Overhead + JVM Metaspace $=456M$
• Total Flink Size $=2000M-200M-256M=1544MB=1.508GB$
• Network Memory $=1544\times 0.1=154.4M$
• Task Off-Heap $=$ $0MB$（默认）
• Framework Off-Heap $=$ $128M$（默认）
• ⭐ 所以 Total Direct Memory $=154.4M+0+128M=282.4M$
• Managed Memory $=1544MB\times 0.4=617.6M$
• Total JVM Heap Memory $=1544M-282.4M-617.6M=644MB$
• Framework Heap $=128M$
• Task Heap $=644M-128M=516M$

可以与以下的日志进行对比，完全能对上，😁😁😁！

2.单独分配 Total Flink Size

taskmanager.memory.flink.size: 2000m

假如直接只分配 taskmanager.memory.flink.size: 2000m

• Total Flink Size $=2000M$
• Managed Memory $=2000M\times 0.4=800M$
• NetWork Memory $=2000M\times 0.1=200M$
• Framework Off-Heap $=128M$
• Task Off-Heap $=0Byte=0M$
• ⭐ 所以 Total Direct Memory $=200M+128M+0M=328M$
• Total Off-Heap Memory $=800M+328M=1128M$
• Total JVM Heap $=2000M-800M-328M=872M$
• Framework Heap $=128M$
• Task Heap $=872M-128M=744M$
• JVM MetaSpace $=256M$（默认）
• JVM Overhead $=($JVM Overhead $+256M$ Metaspace $+2000M$ Total Flink Size $)\times 0.1$，求解 JVM Overhead $=250.667M$ 在 $192MB～1GB$，生效
• Total Process Size $=2000M+256M+250.667M=2506.667M=2.448GB$

3.单独分配 Heap Size && Managed Memory

taskmanager.memory.task.heap.size: 1000m
taskmanager.memory.managed.size: 1000m

• Framework Heap $=128M$（默认）
• Task Heap $=1000M$（配置）
• Total JVM Heap $=1000M+128M=1128M=1.102GB$
• Managed Memory $=1000M$（配置）
• Framework Off-Heap $=128M$
• Task Off-Heap $=0M$
• NetWork $=$ Total Flink Size $\times 0.1$ $=($NetWork $+1128M+1000M+128M+0M)\times 0.1$，计算得到 Network $=250.667MB$，处于 $64MB～1GB$，有效
• ⭐ 所以 Total Direct Memory $=128M+250.667M=378.667M$
• Total Flink Size $=1128M+1378.667M=2506.667M=2.448GB$
• JVM Metaspace $=256M$（默认）
• JVM Overhead $=($JVM Overhead $+1128M+1000M+378.667M+256M)\times 0.1=306.963M$，处于 $192M～1GB$，有效
• Total Process Size $=2506.667M+256M+306.963M=3069.63M=2.998G$

4.分配 Total Process Size 和 Heap Size && Managed Memory

指定 Total Process Size，同时显式分配组件 JVM Heap 和 Mamaged Memory。

taskmanager.memory.process.size: 3000m
taskmanager.memory.task.heap.size: 1000m
taskmanager.memory.managed.size: 1000m

• Total Process Size $=3000M$
• Framework Heap $=128M$（默认）
• Task Heap $=1000M$（配置）
• Total JVM Heap $=$ Framework Heap $+$ Task Heap $=128M+1000M=1128M=1.102G$
• Managed Memory $=1000M$（配置）
• Framework Off-Heap $=128M$（默认）
• Task Off-Heap $=0M$（默认）
• Network Memory $=($Network Memory $+1128M+1128M)\times 0.1=250.667M$，在 $64M～1GB$ 之间，满足要求
• Total Off-Heap $=1000M+128M+250.667M+0M=1378.667M=1.346GB$
• Total Flink Size $=1128M+1378.667M=2506.667M=2.448GB$
• JVM Metaspace $=256M$
• JVM Overhead $=3000M-2506.667M-256M=237.333M$，在 $192M～1GB$ 之间，满足要求

5.分配 Total Flink Size 和 Heap Size && Managed Memory

指定 Total Flink Size，同时显式分配组件 JVM Heap 和 Mamaged Memory。

taskmanager.memory.flink.size: 3000m
taskmanager.memory.task.heap.size: 1000m
taskmanager.memory.managed.size: 1000m

• Total Flink Size $=3000M=2.93GB$（配置）
• Managed Memory $=1000M$（配置）
• Task Heap $=1000M$（配置）
• Framework Heap $=128M$（默认）
• Total JVM Heap $=$ Framework Heap + Task Heap $=128M+1000M=1128M$
• Total Off-Heap Memory $=3000M-1128M=1872M=1.828GB$
• Direct Memory $=$ Total Off-Heap Memory - Managed Memory $=1872M-1000M=872M$
• Task Off-Heap $=0M$（默认）
• Framework Off-Heap $=128M$（默认）
• Network Memory $=$ Direct Memory $-$ Task Off-Heap - Framework Off-Heap $=872M-0M-128M=744M$
• JVM Metaspace $=256M$（默认）
• JVM Overhead $=($JVM Overhead $+3000M+256M)\times 0.1$，计算得到 JVM Overhead $=361.778M$，处于 $192M～1G$ 之间，符合条件
• Total Process Size $=3000M+256M+361.778M=3617.778M=3.533GB$

6.内存分配小结

在 Flink 的集群内存分配的过程中，我们大致可以通过 $3$ 种方式进行分配。

• 指定 Total Process Size 或 Total Flink Size，取决于你用什么方式部署。
• 单独指定某个组件，比如 Task-Heap 的大小，其它的组件都会被推导出来。
• 指定 Total Process / Flink Size && Heap or Off-Heap 其中之一，其它的组件通过默认值进行填充或者进推导，如：
  • Total Flink Size = Total Heap Size + Total Off-Heap Size
  • Total Heap Size = Task Heap + Framework Heap
  • Total Off-Heap = Task Off-Heap + Framework Off-Heap + Network Memory + Managed Memory
  • Network = Total Flink Size $\times 0.1$（没有指定其它组件情况下）
  • JVM Overhead = Total Process Size $\times 0.1$（没有指定其它组件情况下）
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