關於Storm tick

1. tick的功能

Apache Storm中內置了一種定時機制——tick，它能夠讓任何bolt的所有task每隔一段時間（精確到秒級，用戶可以自定義）收到一個來自__systemd的__tick stream的tick tuple，bolt收到這樣的tuple后可以根據業務需求完成相應的處理。

Tick功能從Apache Storm 0.8.0版本開始支持，本文在Apache Storm 0.9.1上測試。

2. 在代碼中使用tick及其作用

在代碼中如需使用tick，可以參照下面的方式：

2.1. 為bolt設置tick

若希望某個bolt每隔一段時間做一些操作，那么可以將bolt繼承BaseBasicBolt/BaseRichBolt，並重寫getComponentConfiguration()方法。在方法中設置Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS的值，單位是秒。

getComponentConfiguration()是backtype.storm.topology.IComponent接口中定義的方法，在此方法的實現中可以定義以”Topology.*”開頭的此bolt特定的Config。

 

這樣設置之后，此bolt的所有task都會每隔一段時間收到一個來自__systemd的__tick stream的tick tuple，因此execute()方法可以實現如下：

 

2.2. 為Topology全局設置tick

若希望Topology中的每個bolt都每隔一段時間做一些操作，那么可以定義一個Topology全局的tick，同樣是設置Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS的值：

 

2.3. tick設置的優先級

與Linux中的環境變量的優先級類似，storm中的tick也有優先級，即全局tick的作用域是全局bolt，但對每個bolt其優先級低於此bolt定義的tick。

這個參數的名字TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS具有一定的迷惑性，一眼看上去應該是Topology全局的，但實際上每個bolt也可以自己定義。

2.4. tick的精確度

Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS是精確到秒級的。例如某bolt設置Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS為10s，理論上說bolt的每個task應該每個10s收到一個tick tuple。實際測試發現，這個時間間隔的精確性是很高的，一般延遲（而不是提前）時間在1ms左右。測試環境：3台虛擬機做supervisor，每台配置：4Cpu、16G內存、千兆網卡。

3. storm tick的實現原理

在bolt中的getComponentConfiguration()定義了該bolt的特定的配置后，storm框架會在TopologyBuilder.setBolt()方法中調用bolt的getComponentConfiguration()方法，從而設置該bolt的配置。

調用路徑為：TopologyBuilder.setBolt()

            -> TopologyBuilder.initCommon()

            -> getComponentConfiguration()

4. 附件

測試使用的代碼：

 

package storm.starter;

import backtype.storm.Config;
import backtype.storm.Constants;
import backtype.storm.LocalCluster;
import backtype.storm.StormSubmitter;
import backtype.storm.task.ShellBolt;
import backtype.storm.topology.BasicOutputCollector;
import backtype.storm.topology.IRichBolt;
import backtype.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
import backtype.storm.topology.TopologyBuilder;
import backtype.storm.topology.base.BaseBasicBolt;
import backtype.storm.topology.base.BaseRichBolt;
import backtype.storm.tuple.Fields;
import backtype.storm.tuple.Tuple;
import backtype.storm.tuple.Values;
import storm.starter.spout.RandomSentenceSpout;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;


public class MyTickTestTopology {

  public static class WordCount extends BaseBasicBolt {
    Map<String, Integer> counts = new HashMap<String, Integer>();
    
    
    @Override
    public void execute(Tuple tuple, BasicOutputCollector collector) {
      
      if (tuple.getSourceComponent().equals(Constants.SYSTEM_COMPONENT_ID)
    	 && tuple.getSourceStreamId().equals(Constants.SYSTEM_TICK_STREAM_ID)){
    	  System.out.println("################################WorldCount bolt: " 
    			  				 + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS").format(new Date()));
      }
      else{
    	  collector.emit(new Values("a", 1));
      }
    }

    @Override
    public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
      declarer.declare(new Fields("word", "count"));
    }
    
    @Override
    public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {
        	Config conf = new Config();
        	conf.put(conf.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS,10);
        	return conf;
    }
  }
  
  public static class TickTest extends BaseBasicBolt{
	  
	  
	    @Override
	    public void execute(Tuple tuple, BasicOutputCollector collector) {
	        // 收到的tuple是tick tuple
	      if (tuple.getSourceComponent().equals(Constants.SYSTEM_COMPONENT_ID)
	    	 && tuple.getSourceStreamId().equals(Constants.SYSTEM_TICK_STREAM_ID)){
	    	  System.out.println("################################TickTest bolt: " 
		  				          + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS").format(new Date()));
	        }
	        // 收到的tuple時正常的tuple
	      else{
	    	  collector.emit(new Values("a"));
	        }
	      
	    }

	    @Override
	    public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
	      declarer.declare(new Fields("test"));
	    }
	    
	    @Override
	    public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {
	        	Config conf = new Config();
	        	conf.put(conf.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS,20);
	        	return conf;
	    }
	  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {

    TopologyBuilder builder = new TopologyBuilder();

    builder.setSpout("spout", new RandomSentenceSpout(), 3);
    builder.setBolt("count", new WordCount(), 3).shuffleGrouping("spout");
    builder.setBolt("tickTest", new TickTest(), 3).shuffleGrouping("count");

    Config conf = new Config();
    conf.put(conf.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS, 7);
    conf.setDebug(false);

    if (args != null && args.length > 0) {
      conf.setNumWorkers(3);
      StormSubmitter.submitTopology(args[0], conf, builder.createTopology());
    }
    else {
      conf.setMaxTaskParallelism(3);

      LocalCluster cluster = new LocalCluster();
      cluster.submitTopology("word-count", conf, builder.createTopology());

//      Thread.sleep(10000);
//      cluster.shutdown();
    }
  }
}