STORM 拓扑构建

一、Storm大数据位置

 

解决方案	开发商	类型	描述
Storm	Twitter	流式处理	Twitter 的新流式大数据分析解决方案
S4	Yahoo!	流式处理	来自 Yahoo! 的分布式流计算平台
Hadoop	Apache	批处理	MapReduce 范式的第一个开源实现
Spark	UC Berkeley AMPLab	批处理/流处理	支持内存中数据集和恢复能力的最新分析平台
Disco	Nokia	批处理	Nokia 的分布式 MapReduce 框架
HPCC	LexisNexis	批处理	HPC 大数据集群

二、Storm概念及组件

 

  在Storm拓扑构建前我们先复习一下Storm概念及组件：

 

     Nimbus：负责资源分配和任务调度。

 

     Supervisor：负责接受nimbus分配的任务，启动和停止属于自己管理的worker进程。

 

     Worker：运行具体处理组件逻辑的进程。

 

      Task：worker中每一个spout/bolt的线程称为一个task. 在storm0.8之后，task不再与物理线程对应，同一个   

 

      spout/bolt的task可能会共享一个物理线程，该线程称为executor。

 

      Topology：storm中运行的一个实时应用程序，因为各个组件间的消息流动形成逻辑上的一个拓扑结构。

 

      Spout：在一个topology中产生源数据流的组件。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。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：在一个topology中接受数据然后执行处理的组件。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，用户可以在其中执行自己想要的操作。

 

       Tuple：Storm Spout、Bolt组件消息传递的基本单元（数据模型），Tuple是包含名称的列表，Storm支持所

 

   有原生类型，字节数组为Tuple字段传递，如果要传递自定义对象，需要实现接口serializer。

 

       Stream：源源不断传递的tuple就组成了stream。

  

  

 

图(一)

 

 三、创建逻缉组件

      

       以下图二所示，创建Storm组件Spout、Bolt及Storm拓扑构建并结合拓扑描述并发情况（Worker、

 

   Executor、Task关系）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 图(二)

 

      SPOUT：自定义类实现IRichSpout接口或继承BaseRichSpout即创建Spout组件。Spout从外部数据源读取数据

 

（队列、DRPC等）为Storm拓扑提供数据，Storm可以实现可靠或不可靠，可靠性表现在Storm可以对Storm

 

 toplogy处理失败的tuple进行重发，反之不处理。

 

    Spout可以发送多个流，通过在调用SpoutOutputCollector类的emit方法的同时使用declareStream方法申

 

 明并指定多个流发送。

     Spout中主要方法nextTuple，能够发送新流到toplopy及无数据流发送时直接返回。最重要的是不要阻塞

 

 nextTuple方法，因为Spout在同一个线程执行。Spout主要将读取到的数据组织成Tuple发送到Bolt组件处

 

 理。

     Spout另一个重要的方法时ack和fail，Storm监控到tuple从Spout发送到toplogy成功完成或失败时调用ack

 

 和fail（数据可靠性请参考其它文档）

     示例Spout发tuple到默认流：

 

package com.sunshine.spout;
import java.util.Map;
import backtype.storm.spout.SpoutOutputCollector;
import backtype.storm.task.TopologyContext;
import backtype.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
import backtype.storm.topology.base.BaseRichSpout;
import backtype.storm.tuple.Fields;
import backtype.storm.tuple.Values;
/**
* 绿色Spout，参考图二
*/
public class GreenSpout extends BaseRichSpout{
	private static final long serialVersionUID = -1215556162813479167L;
	private SpoutOutputCollector collector;
	/**
	 * Storm自动初始化
	 */
	@Override
	public void open(Map conf, TopologyContext context,
			SpoutOutputCollector collector) {
		this.collector = collector;
	}
	/**
	 * Storm不断调用此方法，传递单词到Bolt组件处理
	 */
	@Override
	public void nextTuple() {
		String[] words = {"green", "yellow", "blue"}; 
		for(String word : words){
			/**
			 * Values是List子类,发送数据需要封装在Values
			 * 本次存储一个单词发送与declareOutputFields()
			 * 方法申明输出一个字段对应
			 */
			collector.emit(new Values(word), word); // 1
		}
	}
	/**
	 * 申明发送tuple字段名称
	 * 在Bolt组件可以根所名称或索引获取Spout传递的Tuple
	 * tuple.getValue(0)
	 * 或tuple.getValueByField("word");
	 */
	@Override
	public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {	
		declarer.declare(new Fields("word")); // 1
	}
	@Override
	public void ack(Object msgId) {
		System.out.println("success-->" + msgId);
	}
	@Override
	public void fail(Object msgId) {
		System.out.println("fail-->" + msgId);
	}
}

 
 

      BOLT：自定义类实现IRichBolt接口或者继承BaseRichBolt类即Bolt组件。Toplogy里所有处理都在Bolt完成，

 

 Bolt可以做任何事，如过滤、聚合、连接、操作数据库等，也可以将数据传递一下Bolt组件处理。

 

       Bolt可以做简单流转化或发送多个流（参考Spout发送多个流的方式），Bolt成功将消息处理后通知ACK组

 

 件（可靠）。

 

package com.sunshine.bolt;
import java.util.Map;
import backtype.storm.task.OutputCollector;
import backtype.storm.task.TopologyContext;
import backtype.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
import backtype.storm.topology.base.BaseRichBolt;
import backtype.storm.tuple.Fields;
import backtype.storm.tuple.Tuple;
import backtype.storm.tuple.Values;
/**
*黄色Spout，参考图二
*/
public class YellowBolt extends BaseRichBolt{
	private static final long serialVersionUID = 7593355203928566992L;
	private OutputCollector collector;
	@Override
	public void prepare(Map stormConf, TopologyContext context,
			OutputCollector collector) {
		this.collector = collector;
	}
	@Override
	public void execute(Tuple input) {
		String word = (String)input.getValueByField("word");
		if(word != null){
			collector.emit(new Values(word, word));
		}
		collector.ack(input);
	}
	@Override
	public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
		declarer.declare(new Fields("yword1","yword2"));
	}
}

 

package com.sunshine.bolt;
import java.util.Map;
import backtype.storm.task.OutputCollector;
import backtype.storm.task.TopologyContext;
import backtype.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
import backtype.storm.topology.base.BaseRichBolt;
import backtype.storm.tuple.Tuple;
/**
* 蓝色Spout，参考图二
*/
public class BlueBolt extends BaseRichBolt{
	private static final long serialVersionUID = 4342676753918989102L;
	private OutputCollector collector;
	@Override
	public void prepare(Map stormConf, TopologyContext context,
			OutputCollector collector) {
		this.collector = collector;
	}
	@Override
	public void execute(Tuple input) {
		String yword1 = (String)input.getValueByField("yword1");
		String yword2 = (String)input.getValueByField("yword2");
		System.out.println("yword1:" + yword1 +",yword2:" + yword2);
		collector.ack(input);
	}
	/**
	 * 结束
	 */
	@Override
	public void cleanup() {
		super.cleanup();
	}
	@Override
	public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
		// 不再传递下一个Bolt组件处理
	}
}

 

       Toplogy（拓扑）：参考图二及上述代码，构建Storm拓扑代码如下；在WIN7上使用本地运行模式，存在

 

        Zookeeper连接问题：

 

“java.net.SocketException: Address family not supported by protocol family: connect”

 

 原因：Win7启动IPV6

 

 解决：增加配置属性System.setProperty("java.net.preferIPv4Stack", "true");

 

package com.sunshine;
import backtype.storm.Config;
import backtype.storm.topology.TopologyBuilder;
import com.sunshine.bolt.BlueBolt;
import com.sunshine.bolt.YellowBolt;
import com.sunshine.spout.GreenSpout;
import com.sunshine.tools.StormRunner;
/**
 * STROM启动类
 * @author OY
 * @version 0.1
 */
public class SimpleTopolog {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// 解决ZOOKEEPER客户端连接服务端问题(IPV6)
		System.setProperty("java.net.preferIPv4Stack", "true");
		TopologyBuilder builder = new TopologyBuilder();
		builder.setSpout("green-spout", new GreenSpout(), 2) // 2 executor(线程)
		       .setNumTasks(4); // 4 task 对应2个executor
		builder.setBolt("yellow-bolt", new YellowBolt(),6) // 6 executor(线程)
				.shuffleGrouping("green-spout"); //tuple随机分发到bolt处理
		builder.setBolt("blue-bolt", new BlueBolt(), 2) // 2 executor(线程)
			   .shuffleGrouping("yellow-bolt");
		Config conf = new Config();
		/*设置工作进程数*/
		conf.setNumWorkers(2); 
		conf.setDebug(true);
		/*本地运行模式*/
		StormRunner.runTopologyLocally(builder.createTopology(), "simpleTopology", conf, 0);
	}
}

 

Storm运行模式工具类

 

package com.sunshine.tools;
import backtype.storm.Config;
import backtype.storm.LocalCluster;
import backtype.storm.StormSubmitter;
import backtype.storm.generated.AlreadyAliveException;
import backtype.storm.generated.InvalidTopologyException;
import backtype.storm.generated.StormTopology;
public final class StormRunner {
  private static final int MILLIS_IN_SEC = 1000;
  private StormRunner() {
  }
  public static void runTopologyLocally(StormTopology topology, String topologyName, Config conf, int runtimeInSeconds)
      throws InterruptedException {
    LocalCluster cluster = new LocalCluster();
    cluster.submitTopology(topologyName, conf, topology);
    Thread.sleep((long) runtimeInSeconds * MILLIS_IN_SEC);
    cluster.killTopology(topologyName);
    cluster.shutdown();
  }
  public static void runTopologyRemotely(StormTopology topology, String topologyName, Config conf)
      throws AlreadyAliveException, InvalidTopologyException {
    StormSubmitter.submitTopology(topologyName, conf, topology);
  }
}