一次flink任务重试失败的问题分析
【背景】
在研究flink任务失败重试的过程中，遇到了一个问题，具体表现为：在任务重试时，出现与NN连接失败，触发新的一次重试，然后重复此流程，直到达到重试上限后，任务失败退出。
本文就总结下整个问题的分析过程，以及涉及到的相关知识点。
【问题分析过程】
首先查看了任务的日志，发现有如下关键信息：
INFO org.apache.hadoop.io.retry.RetryInvocationHandler [] - java.io.IOException: org.apache.flink.shaded.hadoop2.com.google.protobuf.ServiceException: java.lang.IllegalStateException: Trying to access closed classloader. Please check if you store classloaders directly or indirectly in static fields. If the stacktrace suggests that the leak occurs in a third party library and cannot be fixed immediately, you can disable this check with the configuration 'classloader.check-leaked-classloader'., while invoking ClientNamenodeProtocolTranslatorPB.getFileInfo over hadoop-namenode-1.hadoop-namenode.dev-env-3.svc.cluster.local/192.168.141.164:9000. Trying to failover immediately.
Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: Failed to specify server's Kerberos principal name
at org.apache.hadoop.security.SaslRpcClient.getServerPrincipal(SaslRpcClient.java:325) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.security.SaslRpcClient.createSaslClient(SaslRpcClient.java:231) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.security.SaslRpcClient.selectSaslClient(SaslRpcClient.java:159) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.security.SaslRpcClient.saslConnect(SaslRpcClient.java:390) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.setupSaslConnection(Client.java:617) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.access$2200(Client.java:423) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection$2.run(Client.java:823) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection$2.run(Client.java:819) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method) ~[?:1.8.0_342]
at javax.security.auth.Subject.doAs(Subject.java:422) ~[?:1.8.0_342]
at org.apache.hadoop.security.UserGroupInformation.doAs(UserGroupInformation.java:2012) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
at org.apache.hadoop.ipc.Client$Connection.setupIOstreams(Client.java:819) ~[flink-shaded-hadoop-2-uber-2.10.1.jar:2.10.1]
... 56 more从这个日志里，可以发现有两个问题：
1）与nn连接失败是因为抛出了一个异常：无效的服务端principal。
2）存在一个IO异常的日志信息：访问已经关闭的classLoader。
对于第一个问题，根据其堆栈信息，可以快速找到其源码，并推测应该是从configurtaion类对象实例中没有正确获取到服务端的key，从而构造了一个空的principal，导致出现无效参数的异常。
再次复现问题，并进行debug跟踪了下，发现在configuration中，properties中的信息几乎为空，这也就印证了刚才的推测。
结合上图与configuration的代码来看，该configuration对象还是任务重试之前的对象（排除new一个新的没有加载配置文件的情况），且至少调用了一次reloadConfiguration，因为在该函数中会将properties置为NULL，在重新调用get时，触发懒加载，新建一个properties实例对象。
但是，有疑惑的地方是：懒加载时，不管怎样，都会将overlay中的内容重新拷贝到properties中，而实际情况却没有。
所以，问题变成为什么configuration中的properties会清空，并且没有将overlay中的数据拷贝到properties中。这个问题和访问已经关闭的classLoader抛出异常有什么关联？
再次复现问题进行分析，这次发现出现该问题时，configuration中的classLoader（实际上是flink中的SafetyNetWrapperClassLoader）中的inner为NULL。
之所以为空是因为任务失败时，最终会调用classLoader的close方法。对于配置参数"classLoader.check-leaked-classLoader"为true时，会使用一个包装类，该包装类的close方法就是将真正的classLoader置为NULL。
而在加载资源的时候会调用classLoader中的inner去获取资源，inner为NULL导致直接抛异常出去，指导最外层被捕获。这样在configuration中也就不会执行将overlay中的信息拷贝到properties的逻辑了。
至此，问题的原因已经基本清楚：就是因为任务失败，classLoader被置为空，在加载资源时直接抛异常，引起无法正确获取的服务的key并成功构建principal，导致任务失败。
那么，classLoader什么时候会被置为NULL，以及configuration又是什么时候触发调用的reloadConfiguration导致properties被清空的呢？
在刚才的问题复现过程中，其实发现了这么一个堆栈信息：
结合对应的代码来分析，发现构造YarnConfiguration时，触发了类加载的静态方法调用，以至于调用了reloadConfiguration，将properties清空。
【问题解决】
问题原因都已经分析清楚后，接下来自然而然就是如何解决或规避问题。
一种简单的处理方式是：在flink中，将配置项"classLoader.check-leaked-classLoader"置为false，这样就不会使用到包装类SafetyNetWrapperClassLoader。虽然任务失败时还是会调用classLoader的方法，但在任务重试时，在缓存文件系统对象中的conf的cloassLoader不会被清空，并且还可以继续使用，自然而然也就不会出现问题。
另外，在分析过程中发现，客户端使用的HDFS文件系统句柄是有缓存的，具体以资源名、资源的认证方式以及当前用户名构成唯一key。缓存是没有大小限制的，在没有对句柄主动调用close方法时，都会一直存在缓存中。
因此，如果业务进程是短时间使用一般不会有太大问题。而如果是常驻服务，并且是提供代理功能，那么就可能因为缓存，而出现内存泄露问题。
当然，可以通过将配置项"fs.hdfs.impl.disable.cache"设置为true，来禁用缓存。
【问题引申】
该问题为什么在配套之前的hadoop版本（2.8.5）没有出现，而到了2.10.1之后就出现了？
仔细对比了两个版本相关代码之间的区别后，发现两个版本的Master类的实现确实有所不同。老的版本不会触发加载YarnConfiguration类。因此也就不会有问题。老版本的代码如下所示（新版本的可以见前面的图）
public static String getMasterPrincipal(Configuration conf)
throws IOException {
String masterHostname = getMasterAddress(conf).getHostName();
// get kerberos principal for use as delegation token renewer
return SecurityUtil.getServerPrincipal(getMasterUserName(conf), masterHostname);
}【总结】
本文对flink任务失败重试，classLoader关闭后引发的问题进行了分析定位，同时也简单梳理了涉及到的hadoop配置类、文件系统句柄缓存、以及flink自身涉及的参数等内容。