Storm简介
storm是一个分布式的、容错的实时计算系统,它被托管在GitHub上,遵循Eclipse Public License 1.0。Storm是由BackType开发的实时处理系统,由Twitter开源,官网http://storm.apache.org/。
Storm实时低延迟,主要有两个原因:
– storm进程是常驻内存的,不像hadoop里面是不断的启停的,就没有不断启停的开销。
– 第二点,Storm的数据是不经过磁盘的,都是在内存里面,处理完就没有了,处理完就没有了,数据的交换经过网络,这样就避免磁盘IO的开销,所以Storm可以很低的延迟。
在2013年的时候,Storm进入Apache社区进行孵化,最终进入了Apache顶级项目。
Storm架构:
– Nimbus
– Supervisor
– Worker
编程模型:
– DAG
– Spout
– Bolt
数据传输:
– Zmq
Zmq也是开源的消息传递的框架,虽然叫mq,但它并不是一个message queue,而是一个封装的比较好的消息传递框架。
– Netty
netty是NIO的网络框架,效率比较高。之所以有netty是storm在apache之后呢,zmq的license和storm的license不兼容的,bolt处理完消息后会告诉Spout。
高可用性:
– 异常处理
– 消息可靠性保证机制(ack机制)
可维护性:
– Storm有个UI可以看跑在上面的程序监控
实时请求应答服务(同步)
– 实时请求应答服务(同步),往往不是一个很简单的操作,而且大量的操作,用DAG模型来提高请求处理速度
– DRPC
– 实时请求处理,例子:发送图片,或者图片地址,进行图片特征的提取
DRPCClient client = new DRPCClient("drpc-host", 3772);
String result = client.execute("reach","http://twitter.com");
服务端由四部分组成:包括一个DRPC Server, 一个DPRC Spout,一个Topology和一个ReturnResult。
流式处理(异步)
不是说不快,而是不是等待结果。
逐条处理, 例子:ETL,把关心的数据提取,标准格式入库,它的特点是我把数据给你了,不用再返回给我,这个是异步的。
另外一种类型,就是:分析统计, 例子:日志PV,UV统计,访问热点统计,这类数据之间是有关联的,比如按某些字段做聚合,加和,平均等等。
最后写到Redis,Hbase,MySQL,或者其他的MQ里面去给其他的系统去消费。
Topology示例:
- ShuffleGrouping("spout")就是从spout来订阅数据,fieldGrouping("split", new Fields("word"))实际上就是一个hash,同一
个词有相同的hash,然后就会被hash到同一个WordCount的bolt里面,然后就可以进行计数。
- 接下来两行是配置文件,然后是配置3个worker,接下来是通过Submitter提交Topology到Storm集群里面去。
- 程序会编译打包,这段代码来自storm里面的starter的一段代码,这个代码怎么真正运行起来呢,就用storm jar 然后jar包的名,然后就是类的名字,和topology的名字,因为这里有个args[0]。
- 这段代码很简单,首先,第一部分构造了一个DAG的有向无环图,然后生成配置,提交到Storm集群去。
Cluster Summary(整个集群的)
- 一个slot就是一个worker,一个worker里面是一个jvm,一个worker里面可以有多个executor,每一个executor就是执行线程,每一个executor上面执行一个或多个Task,一般来说默认是一个task。
- Topology Summary(每个应用程序的)
- 一个应用程序就是一个Topology,它有名字,还有ID,然后有个状态,ACTIVE就是正在运行,KILLED就是已经被杀掉了。
– Topology actions就是可以对Topology采取一些操作,Deactivate就是暂停,Rebalance就是重新做一下balance,然后kill就是杀掉这个应用。
– 这个应用运行的到底怎么样,在Topology stats里面有个整体的统计,有10分钟,3小时,1天,还有所有的统计,这里面比较关键的呢,是Complete latency,它的意思就是一条数据从发出去到处理完花了多长时间,第二个比较关键就是ACK,这个反映的是吞吐,前面的Complete latency反映的延迟。
– 在Spouts的统计信息里面,一个是spout的名字,和代码里面是对应的,第二个是这个spout它有多少个executor,然后它有多少个task,然后是它在一定时间内往外emit出多少数据,真正tranfer传输了多少数据,然后它latency延迟是多少,然后ACK处理了多少数据,后面还有错误的信息。
– Bolt也类似,通过这个UI页面可以实时观看这些统计信息,是非常有用的,可以知道哪个环节比较慢,哪些地方有没有什么瓶颈了,有瓶颈了是不是加一个并发来解决问题。
- Spout中这里最关键的是一个nextTuple(),它是从外部取数据的源头,可以从DPRC取数据,可以从MQ,比如Kafka中取数据,然后给后面的bolt进行处理,然后这里wordcount没有那么复杂,就自己随机的生成了数据。
- _collector.emit(new Values(sentence), new Object());
- 这个代码后面new Object()等于是随机的生成了一个message的ID,这个ID有什么用,后面会讲到,实际上它是消息可靠性保障的一部分。有了这个ID,Storm就可以帮你去跟踪这条消息到底有没有被处理完,如果处理完了呢?
- 如果处理完了,它就是调用一个ack告诉spout,我已经处理完了,这里ack方法里面仅仅是把id打印出来,因为这里id没有什么意义,仅仅是为了展示,相反,如果在一定时间内没有处理完,会调用fail告诉说消息处理失败了。
- 对于wordcount的示例,它是有两个blot,一个bolt是分词,一个bolt是计数,这里SplitSentence是展示它支持多语言的
开发,其实这里代码调用的是python的splitsentence.py,使用的是ShellBolt这个组件。
- 那wordcount这个bolt是用java实现的,它的实现核心是亮点,一点是有execute这样一个函数,第二个是declareOutputFields这个函数,这两个函数的作用其实是很什么呢?最核心的其实是execute,execute的作用呢就是拿到输入的数据Tuple,然后再emit数据出去。
- 以上就是在storm里面一个最简单的wordcount的例子,它的主函数的代码,它的提交的命令行代码,Spout是什么样的,Bolt是什么样的,提交到Storm集群之后是一个什么样的运行状况,在WebUI上面看到哪些核心的信息,这个在后面的应用开发里面都会大量的运用到。
Storm和MapReduce对比
- Storm:进程、线程常驻运行,数据不进入磁盘,网络传递。
- MapReduce:TB、PB级别数据设计的,一次的批处理作业。
Storm和Spark streaming对比
- Storm:纯流式处理,处理数据单元是一个个Tuple。另外Storm专门为流式处理设计,它的数据传输模式更为简单,很多地方也更为高效。并不是不能做批处理,它也可以来做微批处理,来提高吞吐。
- Spark Streaming:微批处理,一个批处理怎么做流式处理呢,它基于内存和DAG可以把处理任务做的很快,把RDD做的很小来用小的批处理来接近流式处理。
- 通过对比,更能了解Storm的一些特点:
(1) 首先,相对于Queue+Worker来说,它是一个通用的分布式系统,分布式系统的一些细节呢可以屏蔽掉,比如说水平扩展,容错,上层应用只需要关注自己的业务逻辑就可以了,这一点对应应用开发人员来说是非常重要的,不然的话业务逻辑会被底层的一些细节所打乱。
(2) 另外,Storm作为一个纯的流式处理系统,和mapreduce的差异相当大,一种称为流式处理,一种称为批处理,Storm是一个常驻运行的,它的消息收发是很高效的。
- 和spark这种微批处理系统相比,Storm可以处理单条单条的消息。
- 总的来说,Storm在设计之初,就被定义为分布式的流式处理系统,所以说大部分的流式计算需求都可以通过Storm很好的满足,Storm目前在稳定性方面也做的相当不错,对于实时流式计算来说是个非常不错的选择。