本文档旨在帮助用户系统性理解 Paimon 的写入性能调优技巧，并提供常见的优化建议，以提升写入吞吐量和稳定性。

1. 写入性能优化

Paimon 的写入性能与 Flink 的检查点机制密切相关。以下是一些常见的优化手段：

1.1 Flink 任务配置参数调整

• Checkpoint 间隔：增加 Checkpoint 间隔，减少 Checkpoint 频率，从而降低写入开销。

1.2 缓冲区优化

• 增大写入缓冲区：通过增加 write-buffer-size 来提升单次写入的数据量。
• 启用可溢写缓冲区：启用 write-buffer-spillable，允许缓冲区在内存不足时将数据溢写到磁盘，避免 OOM。

1.3 桶数量调整

• 如果使用固定桶模式（Fixed-Bucket Mode），建议根据数据量和集群资源调整桶的数量，避免桶数量过少导致写入热点。建议可以控制每个桶文件大小在 1GB 左右。

1.4 Changelog 生产者配置

• Changelog 生产者：选项 changelog-producer 可以设置为 lookup 或 full-compaction，但这两个选项会对写入性能产生较大影响。
  • 在快照/全量同步阶段，建议取消这些选项以提升写入性能。
  • 在增量同步阶段，可以重新启用这些选项以支持增量数据处理。

1.5 异步 Compaction

• 如果发现作业输入在背压情况下呈现锯齿状波动，可能是工作节点负载不均衡。此时可以启用异步压实（Asynchronous Compaction），观察吞吐量是否提升。
  • Compaction 操作本质上是异步的，但如果希望它完全异步且不阻塞写入操作，以期实现最大写入吞吐量，那么可以让异步更加平缓的进行操作。可以在表 WITH 参数中设置以下配置：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH (
    -- 开启异步 Compaction
    'num-sorted-run.stop-trigger' = '2147483647', 
    'sort-spill-threshold' = '10', 
    'changelog-producer.lookup-wait' = 'false', 
    ... 
);

• 这种完全异步的 Compaction 配置会在写入高峰期生成更多小文件，并在写入低谷期逐渐合并这些文件，以实现最优的读取性能。

2. 并行度配置

Paimon 的写入并行度与桶数量密切相关，建议遵循以下原则：

• Sink 并行度：建议将 Sink 的并行度设置为小于或等于桶的数量，最好与桶数量相等。
• 配置方式：通过表属性 sink.parallelism 来调整 Sink 的并行度。例如：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('sink.parallelism' = '16', ...);

3. 本地合并（Local Merging）

如果作业存在 主键数据倾斜 问题（例如 AGG 表统计网站页面浏览量时，某些热门页面的访问量远高于其他页面），可以通过以下方式优化：

• 启用本地合并：设置 local-merge-buffer-size，在数据按桶分区之前对输入记录进行缓冲和合并。
• 推荐值：建议从 64 MB 开始调整，逐步优化。

注意：本地合并目前不支持 CDC 数据同步。

4. 文件格式选择

Paimon 支持多种文件格式，不同格式在写入性能和查询性能之间存在权衡。

4.1 行存储格式（AVRO）

• 优点：写入吞吐量高，压缩性能优异。
• 缺点：查询性能较差，尤其是当表中有大量列但只查询少数列时，IO 开销较大。此外，压缩效率较低，存储成本较高。
• 适用场景：适合写入密集型场景，不适用于频繁查询的场景。
• 配置方式：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('file.format' = 'avro', 'metadata.stats-mode' = 'none', ...);

4.2 分层文件格式

• 如果不想将所有文件改为 AVRO 格式，可以仅将前几层文件设置为 AVRO 格式。例如：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('file.format.per.level' = '0:avro,1:avro', ...);

5. 文件压缩优化

Paimon 默认使用 zstd 压缩算法（级别为 1），可以通过以下方式优化压缩性能：

• 调整压缩级别：增加 file.compression.zstd-level 以提高压缩率，但会降低读写速度。例如：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('file.compression.zstd-level' = '3', ...);

6. 稳定性优化

6.1 检查点超时

• 如果桶数量或资源不足，全量压缩（Full-Compaction）可能导致检查点超时。Flink 默认检查点超时时间为 10 分钟，建议根据业务需求适当增加超时时间。例如：

6.2 写入初始化加速

• 在写入初始化时，桶的写入器需要读取所有历史文件。如果初始化时间过长，可以启用 write-manifest-cache 来缓存读取的清单数据，从而加速初始化。

7. 内存优化

Paimon 写入过程中主要占用内存的地方包括：

1. 写入缓冲区：通过 write-buffer-size 调整。
2. 压缩内存：通过 num-sorted-run.compaction-trigger 调整合并的排序运行数量。
3. 大行数据读取：通过 read.batch-size 减少单次读取的数据量。
4. ORC 写入内存：通过 orc.write.batch-size 调整 ORC 写入的批次大小。

7.1 字典编码优化

• Parquet 格式：禁用字典编码以减少内存消耗：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('parquet.enable.dictionary' = 'false', ...);

• ORC 格式：禁用字典编码或指定特定列禁用：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('orc.dictionary.key.threshold' = '0', 'orc.column.encoding.direct' = 'field1,field2');

7.2 托管内存优化

• 如果 Flink 作业不依赖状态，可以禁用托管内存以减少内存开销：

• 或者，使用 Flink 托管内存来管理写入缓冲区：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('sink.use-managed-memory-allocator' = 'true', ...);

8. 提交内存优化

如果写入数据量特别大，提交节点（Committer）可能会消耗大量内存。可以通过以下方式优化：

• 细粒度资源管理：启用 Flink 的细粒度资源管理功能，并单独增加提交器的堆内存。例如：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS catalog_test.db_test.table_test (...)
WITH ('sink.committer-memory' = '300m');

9. 推荐配置优化项

通过合理调整 Flink 配置、并行度、文件格式、压缩算法和内存参数，可以显著提升 Paimon 的写入性能和稳定性。建议根据实际业务场景和数据特点，逐步尝试上述优化手段，以达到最佳性能。

最后给出以下在大规模写入场景下，常见的写入性能优化建议配置项：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `${catalog_name}`.`${db_name}`.`${table_name}` (
    word varchar, -- 示例字段
    cnt bigint,
    PRIMARY KEY (word) NOT ENFORCED
) WITH (
    'bucket' = 'N',  -- 建议使用固定分层桶，可适当调大分桶数量，单个 bucket 推荐存储 1GB 左右数据
    'sink.parallelism' = 'N', -- 在追数阶段，建议 sink 并行度保持和 bucket 数量一致
    -- 开启异步 Compaction
    'num-sorted-run.stop-trigger' = '2147483647', 
    'sort-spill-threshold' = '10', 
    'changelog-producer.lookup-wait' = 'false',  -- changelog-producer 为 none 的时候这个参数可以忽略
    -- 开启写入缓存 spill 到磁盘，避免 OOM 失败
    'write-buffer-spillable' = 'true',
    'changelog-producer' = 'none' -- 如果下游不依赖 changelog，或者在全量同步阶段，则可以设置为 none
);