Storm是什么
本篇内容介绍了“Storm是什么”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
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Storm是什么
如果只用一句话来描述storm的话,可能会是这样:分布式实时计算系统。按照storm作者的说法,storm对于实时计算的意义类似于 hadoop对于批处理的意义。我们都知道,根据google mapreduce来实现的hadoop为我们提供了map, reduce原语,使我们的批处理程序变得非常地简单和优美。同样,storm也为实时计算提供了一些简单优美的原语。
我们来看一下storm的适用场景。
1、流数据处理。 Storm可以用来处理源源不断流进来的消息,处理之后将结果写入到某个存储中去。
2、持续计算。连续发送数据到客户端,使它们能够实时更新并显示结果,如网站指标。
3、分布式rpc。由于storm的处理组件是分布式的,而且处理延迟极低,所以可以作为一个通用的分布式rpc框架来使用。当然,其实我们的搜索引擎本身也是一个分布式rpc系统。
Storm特点
Storm是一个开源的分布式实时计算系统,可以简单、可靠的处理大量的数据流。Storm有很多使用场景:如实时分析,在线机器学习,持续计算,分布式RPC,ETL等等。Storm支持水平扩展,具有高容错性,保证每个消息都会得到处理,而且处理速度很快(在一个小集群中,每个结点每秒可以处理数以百万计的消息)。 Storm的部署和运维都很便捷,而且更为重要的是可以使用任意编程语言来开发应用。
Storm集群架构:
Nimbus主节点:
主节点通常运行一个后台程序 —— Nimbus,用于响应分布在集群中的节点,分配任务和监测故障。这个很类似亍Hadoop中的Job Tracker。
Supervisor工作节点:
工作节点同样会运行一个后台程序 —— Supervisor,用于收听工作指派并基于要求运行工作进程。每个工作节点都是topology中一个子集的实现。而Nimbus和Supervisor之间的协调则通过Zookeeper系统或者集群。
Zookeeper
Zookeeper是完成Supervisor和Nimbus之间协调的服务。而应用程序实现实时的逻辑则被封装进Storm中的"topology"。topology则是一组由Spouts(数据源)和Bolts(数据操作)通过Stream Groupings进行连接的图。
Topology(拓扑)
storm中运行的一个实时应用程序,因为各个组件间的消息流劢形成逻辑上的一个拓扑结构。一个topology是spouts和bolts组成的图, 通过stream groupings将图中的spouts和bolts连接起来,如下图:
一个topology会一直运行直到你手动kill掉,Storm自动重新分配执行失败的任务,并且Storm可以保证你不会有数据丢失(如果开启了高可靠性的话)。如果一些机器意外停机它上面的所有任务会被转移到其他机器上。
运行一个topology很简单。首先,把你所有的代码以及所依赖的jar打进一个jar包。然后运行类似下面的这个命令:
storm jar all-my-code.jar backtype.storm.MyTopology arg1 arg2
这个命令会运行主类: backtype.strom.MyTopology, 参数是arg1, arg2。这个类的main函数定义这个topology并且把它提交给Nimbus。 storm jar负责连接到Nimbus并且上传jar包。
Topology的定义是一个Thrift结构,并且Nimbus就是一个Thrift服务, 你可以提交由任何语言创建的topology。上面的是用JVM-based语言提交的最简单的方法。
Tuple
storm使用tuple来作为它的数据模型。每个tuple是一堆值,每个值有一个名字,并且每个值可以是任何类型, 在我的理解里面一个tuple可以看作一个没有方法的java对象。总体来看,storm支持所有的基本类型、字符串以及字节数组作为tuple的值类型。你也可以使用你自己定义的类型来作为值类型, 只要你实现对应的序列化器(serializer)。
一个Tuple代表数据流中的一个基本的处理单元,例如一条cookie日志,它可以包含多个Field,每个Field表示一个属性。
Tuple本来应该是一个Key-Value的Map,由于各个组件间传递的tuple的字段名称已经事先定义好了,所以Tuple只需要按序填入各个Value,所以就是一个Value List。
一个没有边界的、源源不断的、连续的Tuple序列就组成了Stream。
Stream
Stream是storm里面的关键抽象。一个stream是一个没有边界的tuple序列。 storm提供一些原语来分布式地、可靠地把一个stream传输进一个新的stream。比如: 你可以把一个tweets流传输到热门话题的流。
storm提供的最基本的处理stream的原语是spout和bolt。你可以实现Spout和Bolt对应的接口以处理你的应用的逻辑
Spout
消息源spout是Storm里面一个topology里面的消息生产者,简而言之,Spout从来源处读取数据并放入topology。 spout是流的源头。 比如一个spout可能从Kestrel队列里面读取消息并且把这些消息发射成一个流。又比如一个spout可以调用twitter的一个api并且把返回的tweets发射成一个流。
通常Spout会从外部数据源(队列、数据库等)读取数据,然后封装成Tuple形式,之后发送到Stream中。 Spout是一个主动的角色,在接口内部有个nextTuple函数,Storm框架会不停的调用该函数。
Bolt
Topology中所有的处理都由Bolt完成。即所有的消息处理逻辑被封装在bolts里面。 Bolt可以完成任何事,比如:连接的过滤、聚合、访问文件/数据库、等等。
Bolt处理输入的Stream,并产生新的输出Stream。 Bolt可以执行过滤、函数操作、 Join、操作数据库等任何操作。 Bolt是一个被动的角色,其接口中有一个execute(Tuple input)方法,在接收到消息后会调用此函数,用户可以在此方法中执行自己的处理逻辑。
Bolt从Spout中接收数据并进行处理,如果遇到复杂流的处理也可能将tuple发送给另一个Bolt进行处理。即需要经过很多blots。比如算出一堆图片里面被转发最多的图片就至少需要两步:第一步算出每个图片的转发数量。第二步找出转发最多的前10个图片。(如果要把这个过程做得更具有扩展性那么可能需要更多的步骤)。
Stream Groupings
Stream Grouping定义了一个流在Bolt任务间该如何被切分。 这里有storm提供的7个Stream Grouping类型:
1)随机分组(Shuffle grouping):随机分发tuple到Bolt的任务,保证每个任务获得相等数量的tuple。
2)字段分组(Fields grouping):根据指定字段分割数据流,并分组。例如,根据“user-id”字段,相同“user-id”的元组总是分发到同一个任务,不同“user-id”的元组可能分发到不同的任务。
3)全部分组(All grouping):tuple被复制到bolt的所有任务。这种类型需要谨慎使用。
4)全局分组(Global grouping):全部流都分配到bolt的同一个任务。明确地说,是分配给ID最小的那个task。
5)无分组(None grouping):你不需要关心流是如何分组。目前,无分组等效于随机分组。但最终,Storm将把无分组的Bolts放到Bolts或Spouts订阅它们的同一线程去执行(如果可能)。
6)直接分组(Direct grouping):这是一个特别的分组类型。元组生产者决定tuple由哪个元组处理者任务接收。
7) 本地或随机分组(Local or shuffle grouping):如果目标bolt有一个或多个任务在同一个的worker进程中,tuples会随机发送给这些任务。否则,就和普通的随机分组一样。
当然还可以实现CustomStreamGroupimg接口来定制自己需要的分组。
运行中的Topology主要由以下三个组件组成的:
Worker processes(进程)
Executors (threads)(线程)
Tasks
Worker:运行具体处理组件逻辑的进程。一个Topology可能会在一个或者多个Worker(工作进程)里面执行,每个worker是一个物理JVM并且执行整个Topology的一部分。storm会尽量均匀地将工作分配给所有的worker
executor:每个execcutor对应一个线程。1个executor是1个worker进程生成的1个线程。它可能运行着1个相同的组件(spout或bolt)的1个或多个task
Task:每个Spout或者Bolt会被当做很多task在整个集群中运行,在executor这个线程中运行一个或多个task
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