Storm使用总结

Strom安装

Strom启动

./zkServer.sh start
启动nimbus主节点： nohup bin/storm nimbus >> /dev/null & 
启动supervisor从节点： nohup bin/storm supervisor >> /dev/null &  
都启动完毕之后，启动strom ui管理界面： bin/storm ui & 
使用了drpc，要启动drpc：  nohup bin/storm drpc &

Storm简介

• 低延迟。高性能。可扩展。
• 分布式。系统都是为应用场景而生的，如果你的应用场景、你的数据和计算单机就能搞定，那么不用考虑这些复杂的问题了。我们所说的是单机搞不定的情况。
• 容错。一个节点挂了不影响应用。

实现一个实时计算系统。如果仅仅需要解决这5个问题，可能会有无数种方案，使用消息队列+分布在各个机器上的工作进程不就ok啦？

1. 容易在上面开发应用程序。设计的系统需要应用程序开发人员考虑各个处理组件的分布、消息的传递吗？那就有点麻烦啊，开发人员可能会用不好，也不会想去用。
2. 消息不丢失。用户发布的一个宝贝消息不能在实时处理的时候给丢了；更严格一点，如果是一个精确数据统计的应用，那么它处理的消息要不多不少才行。Storm保证每个消息至少能得到一次完整处理。任务失败时，它会负责从消息源重试消息。
3. 消息严格有序。有些消息之间是有强相关性的，比如同一个宝贝的更新和删除操作消息，如果处理时搞乱顺序完全是不一样的效果了。
4. 快速。系统的设计保证了消息能得到快速的处理，使用ZeroMQ作为其底层消息队列。

Storm的架构、基本概念

• Nimbus：主节点，负责资源分配和任务调度。

• Supervisor：每个工作节点都运行了一个名为“Supervisor”的守护进程，负责接收nimbus分配的任务，启动和停止自己管理的N个worker进程。

• Worker：运行具体处理组件逻辑的进程。一个Worker对应一个Topo，conf.setNumWorkers(2); 一个worker对应一个端口对应一个JVM进程！不是对应一台机器！

• Topology：storm中运行的一个实时应用程序（相当于MR），（Spout + Bolt = Topo = Component，Spout，Bolt的名字就是ComponentId）形成有向图。点是计算节点，边是数据流。

• Executor执行线程：就是setBolt制定的那个数字！！用来设置线程数。

• Task：task不与物理线程对应，同一个spout/bolt的task可能会共享一个物理线程executor。代表最大并发度。用来设置要执行的task数目，处理逻辑的数目。

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• Spout：Topology中的数据流源头。通常情况下spout会从外部数据源中读取数据，然后转换为Topology内部的源数据，然后封装成Tuple形式，之后发送到Stream中，Bolt再接收任意多个输入stream， 作一些业务处理。Spout是一个主动的角色，其接口中有个nextTuple()函数，storm框架会不停地调用此函数，用户只要在其中生成源数据即可。

• Bolt：一个Topology中接受数据然后执行处理的逻辑处理组件。Bolt可以执行过滤、函数操作、合并、写数据库等任何操作。Bolt是一个被动的角色，其接口中有个execute(Tuple input)函数，在接受到消息后会调用此函数。

• Tuple：Bolt之间一次消息传递的基本单元：有序元素的列表。通常建模为一组逗号分隔的值，所以就是一个value list。

• Stream：tuple的序列流。

Storm分组机制

Stream Grouping 定义了一个流在Bolt Task间该如何被切分进行接收，由接收数据的bolt来设置。
Bolt在多线程下有7种类型的stream grouping ，单线程下都是All Grouping:

1. Shuffle Grouping(随机分组)： 随机派发stream里面的tuple， 保证Bolt的每个Task接收到的tuple数目相同平均分配。（Spout 100条，Bolt的两个Task每个获得50条Tuple）
2. Fields Grouping（按字段分组）： 比如按userid来分组， 具有同样userid的tuple会被分到相同的Bolts， 而不同的userid则会被分配到不同的Bolts。
   作用：（1）过滤多输出Field中选择某些Field；去重操作，Join。
   （2）相同的tuple会分给同一个Task处理，比如WordCount，相同的单词给同一个Task统计才能准确，而使用Shuffle Grouping就不行！！

3. Non Grouping （不分组）：不关心到底谁会收到它的tuple。这种分组和Shuffle grouping是一样的效果，不平均分配。

4. LocalOrShuffleGrouping：如果目标Bolt中的一个或者多个Task和当前产生数据的Task在同一个Worker进程里面，那么就走内部的线程间通信，将Tuple直接发给在当前Worker进程的目的Task。否则，同shuffleGrouping。该方式数据传输性能优于shuffleGrouping，因为在Worker内部传输，只需要通过Disruptor队列就可以完成，没有网络开销和序列化开销。因此在数据处理的复杂度不高，而网络开销和序列化开销占主要地位的情况下，可以优先使用localOrShuffleGrouping来代替shuffleGrouping。

5. DirectGrouping ：这种方式发送者可以指定下游的哪个Task可以接收这个元组。只有在数据流被声明为直接数据流时才能够使用直接分组方式。使用直接数据流发送元组需要使用 OutputCollector 的 emitDirect 方法。Bolt 可以通过 TopologyContext 来获取它的下游消费者的任务 id，也可以通过跟踪 OutputCollector 的 emit 方法（该方法会返回它所发送元组的目标任务的 id）的数据来获取任务 id。
6. All Grouping （广播发送）： 对于每一个tuple， 所有的Bolts都会收到。（Spout 100条，两个Bolt每个获得100条Tuple，一共200条）

7. Global Grouping （全局分组）： tuple被分配到一个bolt的其中一个task。再具体一点就是分配给id值最低的那个task。

并发度相关概念

Executor数代表实际并发数（worker进程中的线程数），这样设置一个并发数：setBolt(xx, xx, 1);。

Task数代表最大并发度，是具体的处理逻辑实例，这样设置2个task：setBolt(xx, xx, 1).setTask(2);

这样就两个task共享一个executor线程，互相抢executor线程来执行bolt的execute方法。

通过storm rebalance命令：一个component的task数是不会改变的, 但是一个componet的executer数目是会发生变化的。

看看下面的例子：

Config conf = new Config();
// 2个进程
conf.setNumWorkers(2);

topologyBuilder.setSpout("blue-spout", new BlueSpout(), 2);

topologyBuilder.setBolt("green-bolt", new GreenBolt(), 2)
               .setNumTasks(4)
               .shuffleGrouping("blue-spout");
               
topologyBuilder.setBolt("yellow-bolt", new YellowBolt(), 6)
               .shuffleGrouping("green-bolt");
               
StormSubmitter.submitTopology("mytopology", conf, topologyBuilder.createTopology());

通过setBolt和setSpout一共定义 2 + 2 + 6 = 10个 executor threads；

前面 setNumWorkers 设置2个workers, 所以storm会平均在每个worker上run 5个executors ！！！！

而对于green-bolt, 定义了4个tasks, 所以每个executor中有2个tasks。