Flink状态类型及应用

在Flink架构体系中，有状态计算是Flink非常重要的特性之一，有状态计算是指在程序计算过程中，在Flink程序内部存储计算的中间结果，并提供给后续Function或者计算结果使用。状态数据可以维系在本地存储中，这里的存储可以是Flink的堆内存或者堆外内存，或者第三方介质，如：Flink中的RocksDB.

Flink状态类型及应用

状态类型

在Flink中根据数据集是否根据Key进行分区，将状态分为Keyed State 和 Operator State（Non-keyed State）两种类型。

（1）Keyed State

表示和Key相关的一种State，只能用于KeydStream类型数据集对应的Functions和 Operators之上。Keyed State是 Operator State的特例，区别在于 Keyed State 事先按照key对数据集进行了分区，每个 Key State 1仅对应ー个 Operator和Key的组合。Keyed State可以通过 Key Groups 进行管理，主要用于当算子并行度发生变化时，自动重新分布Keyed State数据。在系统运行过程中，一个Keyed算子实例可能运行一个或者多个Key Groups的keys。

（2）Operator State

与 Keyed State不同的是， Operator State只和并行的算子实例绑定，和数据元素中的key无关，每个算子实例中持有所有数据元素中的一部分状态数据。Operator State支持当算子实例并行度发生变化时自动重新分配状态数据。

同时在 Flink中 Keyed State和 Operator State均具有两种形式，其中一种为托管状态（ Managed State）形式，由 Flink Runtime中控制和管理状态数据，并将状态数据转换成为内存 Hash tables或 ROCKSDB的对象存储，然后将这些状态数据通过内部的接口持久化到 Checkpoints 中，任务异常时可以通过这些状态数据恢复任务。另外一种是原生状态（Raw State）形式，由算子自己管理数据结构，当触发 Checkpoint过程中， Flink并不知道状态数据内部的数据结构，只是将数据转换成bys数据存储在 Checkpoints中，当从Checkpoints恢复任务时，算子自己再反序列化出状态的数据结构。Datastream API支持使用 Managed State和 Raw State两种状态形式，在 Flink中推荐用户使用 Managed State管理状态数据，主要原因是 Managed State f能够更好地支持状态数据的重平衡以及更加完善的内存管理。