Storm集群安装部署与Topology作业提交

痛定思痛。 2021-11-22 23:02 404阅读 0赞

## Storm分布式集群安装部署 ##

### 概述 ###

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology]

Storm集群表面类似Hadoop集群。但在Hadoop上你运行的是”MapReduce jobs”，在Storm上你运行的是”topologies”。”Jobs”和”topologies”是大不同的，一个关键不同是一个MapReduce的Job最终会结束，而一个topology永远处理消息（或直到你kill它）。

Storm集群有两种节点：控制（master）节点和工作者（worker）节点。控制节点运行一个称之为”Nimbus”的后台程序，它类似于Haddop的”JobTracker”。Nimbus负责在集群范围内分发代码、为worker分配任务和故障监测。

> 注意：Hadoop 2.0以前使用JobTrack来进行Job的分发，但2.x之后就使用了全新的资源调度框架，即yarn，这点尤其需要注意。

每个工作者节点运行一个称之”Supervisor”的后台程序。Supervisor监听分配给它所在机器的工作，基于Nimbus分配给它的事情来决定启动或停止工作者进程。每个工作者进程执行一个topology的子集（也就是一个子拓扑结构）；一个运行中的topology由许多跨多个机器的工作者进程组成。

一个Zookeeper集群负责Nimbus和多个Supervisor之间的所有协调工作（一个完整的拓扑可能被分为多个子拓扑并由多个supervisor完成）。

此外，Nimbus后台程序和Supervisor后台程序都是快速失败（fail-fast）和无状态的；所有状态维持在Zookeeper或本地磁盘。这意味着你可以kill -9杀掉nimbus进程和supervisor进程，然后重启，它们将恢复状态并继续工作，就像什么也没发生。这种设计使storm极其稳定。这种设计中Master并没有直接和worker通信，而是借助一个中介Zookeeper，这样一来可以分离master和worker的依赖，将状态信息存放在zookeeper集群内以快速恢复任何失败的一方。

### 集群安装 ###

可以参考官方文档：[http://storm.apache.org/releases/1.0.6/Setting-up-a-Storm-cluster.html][http_storm.apache.org_releases_1.0.6_Setting-up-a-Storm-cluster.html]

官方文档对于配置中的解释是非常清晰明了和容易理解的。

下载地址：https://storm.apache.org/downloads.html
    需要确保已经安装好了zookeeper环境，在我的环境中已经搭建好了zookeeper集群环境。
    
    1.解压
    [uplooking@uplooking01 soft]$ tar -zxvf apache-storm-1.0.2.tar.gz -C ../app/
    [uplooking@uplooking01 app]$ mv apache-storm-1.0.2/ storm
    
    2.修改配置文件
    # storm-env.sh
    export JAVA_HOME=/opt/jdk
    export STORM_CONF_DIR="/home/uplooking/app/storm/conf"
    
    # storm.yaml
    storm.zookeeper.servers:
        - "uplooking01"
        - "uplooking02"
        - "uplooking03"
    
    nimbus.seeds: ["uplooking01", "uplooking02"]
    
    storm.local.dir: "/home/uplooking/data/storm"
    supervisor.slots.ports:
        - 6700
        - 6701
        - 6702
        - 6703
    
    3.创建storm.local.dir
    mkdir -p /home/uplooing/data/storm
    
    4.配置环境变量
    # .bash_profile
    export STORM_HOME=/home/uplooking/app/storm
    export PATH=$PATH:$STORM_HOME/bin
    # 将其同步到其它节点
    scp .bash_profile uplooking@uplooking02:/home/uplooking
    scp .bash_profile uplooking@uplooking03:/home/uplooking
    
    5.复制storm安装目录到其它节点
    scp -r storm/ uplooking@uplooking02:/home/uplooking/app
    scp -r storm/ uplooking@uplooking03:/home/uplooking/app
    
    6.启动storm集群
    # uplooking01
    storm nimbus &
    storm ui &
    
    # uplooking02
    storm nimbus &
    storm supervisor &
    
    # uplooking03
    storm supervisor &
    
    7.启动logviewer（可选）
    在所有从节点执行"nohup bin/storm logviewer >/dev/null 2>&1 &"启动log后台程序，并放到后台执行。
    (nimbus节点可以不用启动logviewer进程，因为logviewer进程主要是为了方便查看任务的执行日志，这些执行日志都在supervisor节点上)。

因为启动了storm ui，在地址栏中输入：[http://uplooking01:8080就可以查看storm集群的相关信息][http_uplooking01_8080_storm]：

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology 1]

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology 2]

同时查看其显示的信息，对于我们前面的配置也有一个十分直观的体现。

## 提交Topology作业到集群 ##

### Topology开发与打包 ###

使用前面的计算总和的例子：

package cn.xpleaf.bigdata.storm.remote;
    
    import cn.xpleaf.bigdata.storm.utils.StormUtil;
    import org.apache.storm.Config;
    import org.apache.storm.LocalCluster;
    import org.apache.storm.StormSubmitter;
    import org.apache.storm.generated.StormTopology;
    import org.apache.storm.spout.SpoutOutputCollector;
    import org.apache.storm.task.OutputCollector;
    import org.apache.storm.task.TopologyContext;
    import org.apache.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
    import org.apache.storm.topology.TopologyBuilder;
    import org.apache.storm.topology.base.BaseRichBolt;
    import org.apache.storm.topology.base.BaseRichSpout;
    import org.apache.storm.tuple.Fields;
    import org.apache.storm.tuple.Tuple;
    import org.apache.storm.tuple.Values;
    
    import java.util.Date;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * 1°、实现数字累加求和的案例：数据源不断产生递增数字，对产生的数字累加求和。
     * <p>
     * Storm组件：Spout、Bolt、数据是Tuple，使用main中的Topology将spout和bolt进行关联
     * MapReduce的组件：Mapper和Reducer、数据是Writable，通过一个main中的job将二者关联
     * <p>
     * 适配器模式（Adapter）：BaseRichSpout，其对继承接口中一些没必要的方法进行了重写，但其重写的代码没有实现任何功能。
     * 我们称这为适配器模式
     */
    public class StormSumTopology {
    
        /**
         * 数据源
         */
        static class OrderSpout extends BaseRichSpout {
    
            private Map conf;   // 当前组件配置信息
            private TopologyContext context;    // 当前组件上下文对象
            private SpoutOutputCollector collector; // 发送tuple的组件
    
            @Override
            public void open(Map conf, TopologyContext context, SpoutOutputCollector collector) {
                this.conf = conf;
                this.context = context;
                this.collector = collector;
            }
    
            /**
             * 接收数据的核心方法
             */
            @Override
            public void nextTuple() {
                long num = 0;
                while (true) {
                    num++;
                    StormUtil.sleep(1000);
                    System.out.println("当前时间" + StormUtil.df_yyyyMMddHHmmss.format(new Date()) + "产生的订单金额：" + num);
                    this.collector.emit(new Values(num));
                }
            }
    
            /**
             * 是对发送出去的数据的描述schema
             */
            @Override
            public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
                declarer.declare(new Fields("order_cost"));
            }
        }
    
        /**
         * 计算和的Bolt节点
         */
        static class SumBolt extends BaseRichBolt {
    
            private Map conf;   // 当前组件配置信息
            private TopologyContext context;    // 当前组件上下文对象
            private OutputCollector collector; // 发送tuple的组件
    
            @Override
            public void prepare(Map stormConf, TopologyContext context, OutputCollector collector) {
                this.conf = conf;
                this.context = context;
                this.collector = collector;
            }
    
            private Long sumOrderCost = 0L;
    
            /**
             * 处理数据的核心方法
             */
            @Override
            public void execute(Tuple input) {
                Long orderCost = input.getLongByField("order_cost");
                sumOrderCost += orderCost;
    
                System.out.println("商城网站到目前" + StormUtil.df_yyyyMMddHHmmss.format(new Date()) + "的商品总交易额" + sumOrderCost);
                StormUtil.sleep(1000);
            }
    
            /**
             * 如果当前bolt为最后一个处理单元，该方法可以不用管
             */
            @Override
            public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
    
            }
        }
    
        /**
         * 构建拓扑，相当于在MapReduce中构建Job
         */
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            TopologyBuilder builder = new TopologyBuilder();
            /**
             * 设置spout和bolt的dag（有向无环图）
             */
            builder.setSpout("id_order_spout", new OrderSpout());
            builder.setBolt("id_sum_bolt", new SumBolt())
                    .shuffleGrouping("id_order_spout"); // 通过不同的数据流转方式，来指定数据的上游组件
            // 使用builder构建topology
            StormTopology topology = builder.createTopology();
            String topologyName = StormSumTopology.class.getSimpleName();  // 拓扑的名称
            Config config = new Config();   // Config()对象继承自HashMap，但本身封装了一些基本的配置
    
            // 启动topology，本地启动使用LocalCluster，集群启动使用StormSubmitter
            if (args == null || args.length < 1) {  // 没有参数时使用本地模式，有参数时使用集群模式
                LocalCluster localCluster = new LocalCluster(); // 本地开发模式，创建的对象为LocalCluster
                localCluster.submitTopology(topologyName, config, topology);
            } else {
                StormSubmitter.submitTopology(topologyName, config, topology);
            }
        }
    }

可以看到区别在于后面作业的提供方式，使用集群的方式为：`StormSubmitter.submitTopology(topologyName, config, topology);`。

这里使用Maven的方式进行打包，确保pom.xml中已经配置了`storm-core`依赖的可见范围和相关的打包插件：

<dependency>
        <groupId>org.apache.storm</groupId>
        <artifactId>storm-core</artifactId>
        <version>1.0.2</version>
        
        
        <scope>provided</scope>
    </dependency>
    
    
    <plugin>
        <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
        <configuration>
            <descriptorRefs>
                
                <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
            </descriptorRefs>
            <archive>
                <manifest>
                    
                    <mainClass>
    
                    </mainClass>
                </manifest>
            </archive>
        </configuration>
        <executions>
            <execution>
                <id>make-assembly</id>
                <phase>package</phase>
                <goals>
                    <goal>single</goal>
                </goals>
            </execution>
        </executions>
    </plugin>

在idea中配置maven打包的命令：

clean package -DskipTests

之后就可以打包并上传到我们的集群环境中了。

### 提交作业 ###

[uplooking@uplooking01 storm]$ cn.xpleaf.bigdata.storm.remote.StormSumTopology cluster
    -bash: cn.xpleaf.bigdata.storm.remote.StormSumTopology: command not found
    [uplooking@uplooking01 storm]$ storm jar storm-study-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar cn.xpleaf.bigdata.storm.remote.StormSumTopology cluster
    Running: /opt/jdk/bin/java -client -Ddaemon.name= -Dstorm.options= -Dstorm.home=/home/uplooking/app/storm -Dstorm.log.dir=/home/uplooking/app/storm/logs -Djava.library.path=/usr/local/lib:/opt/local/lib:/usr/lib -Dstorm.conf.file= -cp /home/uplooking/app/storm/lib/log4j-over-slf4j-1.6.6.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/reflectasm-1.10.1.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/disruptor-3.3.2.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/clojure-1.7.0.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/objenesis-2.1.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/log4j-slf4j-impl-2.1.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/slf4j-api-1.7.7.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/log4j-core-2.1.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/storm-core-1.0.2.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/storm-rename-hack-1.0.2.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/kryo-3.0.3.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/asm-5.0.3.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/log4j-api-2.1.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/servlet-api-2.5.jar:/home/uplooking/app/storm/lib/minlog-1.3.0.jar:storm-study-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar:/home/uplooking/app/storm/conf:/home/uplooking/app/storm/bin -Dstorm.jar=storm-study-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar cn.xpleaf.bigdata.storm.remote.StormSumTopology cluster
    842  [main] INFO  o.a.s.StormSubmitter - Generated ZooKeeper secret payload for MD5-digest: -8973061592627522790:-5130577098800003128
    934  [main] INFO  o.a.s.s.a.AuthUtils - Got AutoCreds []
    1036 [main] INFO  o.a.s.StormSubmitter - Uploading topology jar storm-study-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar to assigned location: /home/uplooking/data/storm/nimbus/inbox/stormjar-f51fd883-fe67-4cb8-8f61-67c053620fd6.jar
    1064 [main] INFO  o.a.s.StormSubmitter - Successfully uploaded topology jar to assigned location: /home/uplooking/data/storm/nimbus/inbox/stormjar-f51fd883-fe67-4cb8-8f61-67c053620fd6.jar
    1064 [main] INFO  o.a.s.StormSubmitter - Submitting topology StormSumTopology in distributed mode with conf {"storm.zookeeper.topology.auth.scheme":"digest","storm.zookeeper.topology.auth.payload":"-8973061592627522790:-5130577098800003128"}
    1710 [main] INFO  o.a.s.StormSubmitter - Finished submitting topology: StormSumTopology

注意看输出，jar包被上传到`/home/uplooking/data/storm/nimbus/inbox/stormjar-f51fd883-fe67-4cb8-8f61-67c053620fd6.jar`，后面可以在`leader`节点中查看到有该jar包：

[uplooking@uplooking02 inbox]$ pwd
    /home/uplooking/data/storm/nimbus/inbox
    [uplooking@uplooking02 inbox]$ ls
    stormjar-f51fd883-fe67-4cb8-8f61-67c053620fd6.jar

因为此时`uplooking01`节点不是`leader`，所以在其上面是没有该jar包的，这点需要注意。

### 概念验证 ###

可以在storm ui中查看此时的集群状态信息：

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology 3]

再查看详细的Topology信息：

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology 4]

再查看spout或者bolt的详细信息：

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology 5]

可以看到是在`uplooking02`上运行的`Executors`，此时可以到该节点上查看输出信息：

[uplooking@uplooking02 6700]$ pwd
    /home/uplooking/app/storm/logs/workers-artifacts/StormSumTopology-1-1523548000/6700
    [uplooking@uplooking02 6700]$ tail -5 worker.log
    2018-04-13 00:39:56.636 STDIO [INFO] 商城网站到目前20180413003956的商品总交易额5054610
    2018-04-13 00:39:57.636 STDIO [INFO] 当前时间20180413003957产生的订单金额：3181
    2018-04-13 00:39:57.637 STDIO [INFO] 商城网站到目前20180413003957的商品总交易额5057790
    2018-04-13 00:39:58.638 STDIO [INFO] 当前时间20180413003958产生的订单金额：3182
    2018-04-13 00:39:58.639 STDIO [INFO] 商城网站到目前20180413003958的商品总交易额5060971

需要注意的是，此时在`uplooking03`上是没有这些信息的，因为集群将作业交给了`uplooking02`上的`supervisor`来运行。此外还需要知道的是，在`uplooking02`的data目录下也可以查看到有前面的jar包，其是由`nimbus`分发过来的：

[uplooking@uplooking02 StormSumTopology-1-1523548000]$ pwd
    /home/uplooking/data/storm/supervisor/stormdist/StormSumTopology-1-1523548000
    [uplooking@uplooking02 StormSumTopology-1-1523548000]$ ls
    stormcode.ser  stormconf.ser  stormjar.jar

但是在`uplooking03`上也是没有的。

另外也可以在`uplooking02`上使用jps命令查看到有`worker`进程：

[uplooking@uplooking02 ~]$ jps
    2224 QuorumPeerMain
    1858 Elasticsearch
    27427 logviewer
    2291 NameNode
    27972 LogWriter
    27988 worker
    25878 nimbus
    28006 Jps
    26054 supervisor
    2552 DFSZKFailoverController
    2365 DataNode
    2462 JournalNode

对于输出信息的查看，其实也可以在storm ui上直接进行查看，上面的界面，点击`6700`的链接，就可以进行查看，但是前提是需要先在`uplooking02`上运行了`logviewer`：

storm logviewer &

查看到的输出如下：

![Storm笔记整理（三）：Storm集群安装部署与Topology作业提交][Storm_Storm_Topology 6]

### 集群健壮性验证 ###

由前面可以知道，目前`worker`运行在`uplooking02`上，如果在此节点上直接将该进程kill掉，那么其又会自动进行重启：

[uplooking@uplooking02 ~]$ jps | grep worker
    27988 worker
    [uplooking@uplooking02 ~]$ kill -9 27988
    [uplooking@uplooking02 ~]$ jps | grep worker
    kill 27988: 没有那个进程
    [uplooking@uplooking02 ~]$ kill 27988: 没有那个进程
    
    [uplooking@uplooking02 ~]$ jps | grep worker
    28235 worker

当然如果真的希望停掉Topology作业，有两种方式：

第一种是在storm ui的topology界面中进行操作：
        Topology actions中有Kill的操作，点击即可
    
    第二种是在命令行中使用命令进行操作：
        [uplooking@uplooking01 ~]$ storm kill
        Syntax: [storm kill topology-name [-w wait-time-secs]]
        -w后接秒数，表示多少秒后将停止该topology作业

再做进一步的验证，如果把三台主机上除了了`worker`进程（nimbus、supervisor等）都关掉，那么此时`worker`是可以继续正常运行的，数据也会正常产生，只是此时不同的是，不能够再向storm集群中添加作业了。

[Storm_Storm_Topology]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9zMS41MWN0by5jb20vaW1hZ2VzL2Jsb2cvMjAxODA0LzEzL2JhMDkxN2U3YjFlMWIzNTNhZjBmZWEyZGM1OWM3ODk3LnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayxzaXplXzE2LHRleHRfUURVeFExUlA1WTJhNWE2aSxjb2xvcl9GRkZGRkYsdF8xMDAsZ19zZSx4XzEwLHlfMTAsc2hhZG93XzkwLHR5cGVfWm1GdVozcG9aVzVuYUdWcGRHaz0
[http_storm.apache.org_releases_1.0.6_Setting-up-a-Storm-cluster.html]: http://storm.apache.org/releases/1.0.6/Setting-up-a-Storm-cluster.html
[http_uplooking01_8080_storm]: http://uplooking01:8080/
[Storm_Storm_Topology 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9zMS41MWN0by5jb20vaW1hZ2VzL2Jsb2cvMjAxODA0LzEzL2VjNzZhNDhjNzQ5NTU2OTM4MjMzOTZjMjUyNTFiM2YxLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayxzaXplXzE2LHRleHRfUURVeFExUlA1WTJhNWE2aSxjb2xvcl9GRkZGRkYsdF8xMDAsZ19zZSx4XzEwLHlfMTAsc2hhZG93XzkwLHR5cGVfWm1GdVozcG9aVzVuYUdWcGRHaz0
[Storm_Storm_Topology 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9zMS41MWN0by5jb20vaW1hZ2VzL2Jsb2cvMjAxODA0LzEzL2M4NWZlMWE2MTNlMmVhNTYyOTNlNzhjZGI2MDQ2MTQ5LnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayxzaXplXzE2LHRleHRfUURVeFExUlA1WTJhNWE2aSxjb2xvcl9GRkZGRkYsdF8xMDAsZ19zZSx4XzEwLHlfMTAsc2hhZG93XzkwLHR5cGVfWm1GdVozcG9aVzVuYUdWcGRHaz0
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