Flume架构与源码分析-核心组件分析-1

墨蓝 2023-10-16 23:15 15阅读 0赞

首先所有核心组件都会实现org.apache.flume.lifecycle.LifecycleAware接口：  
Java代码

public interface LifecycleAware {
      public void start();
      public void stop();
      public LifecycleState getLifecycleState();
    }

start方法在整个Flume启动时或者初始化组件时都会调用start方法进行组件初始化，Flume组件出现异常停止时会调用stop，getLifecycleState返回组件的生命周期状态，有IDLE, START, STOP, ERROR四个状态。

如果开发的组件需要配置，如设置一些属性；可以实现org.apache.flume.conf.Configurable接口：  
Java代码

public interface Configurable {  
       public void configure(Context context);  
    }

Flume在启动组件之前会调用configure来初始化组件一些配置。  
1、Source  
Source用于采集日志数据，有两种实现方式：轮训拉取和事件驱动机制；Source接口如下：  
Java代码

public interface Source extends LifecycleAware, NamedComponent {
          
      public void setChannelProcessor(ChannelProcessor channelProcessor);  
      public ChannelProcessor getChannelProcessor();  
    }

Source接口首先继承了LifecycleAware接口，然后只提供了ChannelProcessor的setter和getter接口，也就是说它的的所有逻辑的实现应该在LifecycleAware接口的start和stop中实现；ChannelProcessor之前介绍过用来进行日志流的过滤和Channel的选择及调度。

而Source是通过SourceFactory工厂创建，默认提供了DefaultSourceFactory，其首先通过Enum类型org.apache.flume.conf.source.SourceType查找默认实现，如exec，则找到org.apache.flume.source.ExecSource实现，如果找不到直接Class.forName(className)创建。

Source提供了两种机制： PollableSource（轮训拉取）和EventDrivenSource（事件驱动）：

PollableSource默认提供了如下实现：

比如JMSSource实现使用javax.jms.MessageConsumer.receive(pollTimeout)主动去拉取消息。

EventDrivenSource默认提供了如下实现：

比如NetcatSource、HttpSource就是事件驱动，即被动等待；比如HttpSource就是内部启动了一个内嵌的Jetty启动了一个Servlet容器，通过FlumeHTTPServlet去接收消息。

Flume提供了SourceRunner用来启动Source的流转：

Java代码

public class EventDrivenSourceRunner extends SourceRunner {
          
      private LifecycleState lifecycleState;  
      public EventDrivenSourceRunner() {  
          lifecycleState = LifecycleState.IDLE; //启动之前是空闲状态  
      }  
    
      @Override  
      public void start() {  
        Source source = getSource(); //获取Source  
        ChannelProcessor cp = source.getChannelProcessor(); //Channel处理器  
        cp.initialize(); //初始化Channel处理器  
        source.start();  //启动Source  
        lifecycleState = LifecycleState.START; //本组件状态改成启动状态  
      }  
      @Override  
      public void stop() {  
        Source source = getSource(); //先停Source  
        source.stop();  
        ChannelProcessor cp = source.getChannelProcessor();  
        cp.close();//再停Channel处理器  
        lifecycleState = LifecycleState.STOP; //本组件状态改成停止状态  
      }  
    }

从本组件也可以看出：1、首先要初始化ChannelProcessor，其实现时初始化过滤器链；2、接着启动Source并更改本组件的状态。

Java代码

public class PollableSourceRunner extends SourceRunner {
          
     @Override  
     public void start() {  
      PollableSource source = (PollableSource) getSource();  
      ChannelProcessor cp = source.getChannelProcessor();  
      cp.initialize();  
      source.start();  
    
      runner = new PollingRunner();  
      runner.source = source;  
      runner.counterGroup = counterGroup;  
      runner.shouldStop = shouldStop;  
    
      runnerThread = new Thread(runner);  
      runnerThread.setName(getClass().getSimpleName() + "-" +   
          source.getClass().getSimpleName() + "-" + source.getName());  
      runnerThread.start();   
    
      lifecycleState = LifecycleState.START;  
     }  
    }

而PollingRunner首先初始化组件，但是又启动了一个线程PollingRunner，其作用就是轮训拉取数据：  
Java代码

@Override  
      public void run() {  
        while (!shouldStop.get()) { //如果没有停止，则一直在死循环运行  
          counterGroup.incrementAndGet("runner.polls");  
    
          try {  
            //调用PollableSource的process方法进行轮训拉取，然后判断是否遇到了失败补偿  
            if (source.process().equals(PollableSource.Status.BACKOFF)) {/  
              counterGroup.incrementAndGet("runner.backoffs");  
    
              //失败补偿时暂停线程处理，等待超时时间之后重试  
              Thread.sleep(Math.min(  
                  counterGroup.incrementAndGet("runner.backoffs.consecutive")  
                  * source.getBackOffSleepIncrement(), source.getMaxBackOffSleepInterval()));  
            } else {  
              counterGroup.set("runner.backoffs.consecutive", 0L);  
            }  
          } catch (InterruptedException e) {  
                    }  
          }  
        }  
      }  
    }

Flume在启动时会判断Source是PollableSource还是EventDrivenSource来选择使用PollableSourceRunner还是EventDrivenSourceRunner。

比如HttpSource实现，其通过FlumeHTTPServlet接收消息然后：  
Java代码

List<Event> events = Collections.emptyList(); //create empty list  
    //首先从请求中获取Event  
    events = handler.getEvents(request);  
    //然后交给ChannelProcessor进行处理  
    getChannelProcessor().processEventBatch(events);

到此基本的Source流程就介绍完了，其作用就是监听日志，采集，然后交给ChannelProcessor进行处理。

2、Channel  
Channel用于连接Source和Sink，Source生产日志发送到Channel，Sink从Channel消费日志；也就是说通过Channel实现了Source和Sink的解耦，可以实现多对多的关联，和Source、Sink的异步化。

之前Source采集到日志后会交给ChannelProcessor处理，那么接下来我们先从ChannelProcessor入手，其依赖三个组件：  
Java代码

private final ChannelSelector selector;  //Channel选择器  
    private final InterceptorChain interceptorChain; //拦截器链  
    private ExecutorService execService; //用于实现可选Channel的ExecutorService，默认是单线程实现

接下来看下其是如何处理Event的：  
Java代码

public void processEvent(Event event) {  
      event = interceptorChain.intercept(event); //首先进行拦截器链过滤  
      if (event == null) {  
        return;  
      }  
      List<Event> events = new ArrayList<Event>(1);  
      events.add(event);  
    
      //通过Channel选择器获取必须成功处理的Channel，然后事务中执行  
      List<Channel> requiredChannels = selector.getRequiredChannels(event);  
      for (Channel reqChannel : requiredChannels) {   
        executeChannelTransaction(reqChannel, events, false);  
      }  
    
      //通过Channel选择器获取可选的Channel，这些Channel失败是可以忽略，不影响其他Channel的处理  
      List<Channel> optionalChannels = selector.getOptionalChannels(event);  
      for (Channel optChannel : optionalChannels) {  
        execService.submit(new OptionalChannelTransactionRunnable(optChannel, events));  
      }  
    }

另外内部还提供了批处理实现方法processEventBatch；对于内部事务实现的话可以参考executeChannelTransaction方法，整体事务机制类似于JDBC：  
Java代码

private static void executeChannelTransaction(Channel channel, List<Event> batch, boolean isOptional) {  
      //1、获取Channel上的事务  
      Transaction tx = channel.getTransaction();  
      Preconditions.checkNotNull(tx, "Transaction object must not be null");  
      try {  
        //2、开启事务  
        tx.begin();  
        //3、在Channel上执行批量put操作  
        for (Event event : batch) {  
          channel.put(event);  
        }  
        //4、成功后提交事务  
        tx.commit();  
      } catch (Throwable t) {  
        //5、异常后回滚事务  
        tx.rollback();  
        if (t instanceof Error) {  
           LOG.error("Error while writing to channel: " +  
               channel, t);  
           throw (Error) t;  
        } else if(!isOptional) {
       //如果是可选的Channel，异常忽略  
           throw new ChannelException("Unable to put batch on required " +  
                 "channel: " + channel, t);  
        }  
      } finally {  
        //最后关闭事务  
        tx.close();  
      }  
    }

Interceptor用于过滤Event，即传入一个Event然后进行过滤加工，然后返回一个新的Event，接口如下：  
Java代码

public interface Interceptor {  
        public void initialize();  
        public Event intercept(Event event);  
        public List<Event> intercept(List<Event> events);  
        public void close();  
    }

可以看到其提供了initialize和close方法用于启动和关闭；intercept方法用于过滤或加工Event。比如HostInterceptor拦截器用于获取本机IP然后默认添加到Event的字段为host的Header中。

接下来就是ChannelSelector选择器了，其通过如下方式创建：  
Java代码

//获取ChannelSelector配置，比如agent.sources.s1.selector.type = replicating  
    ChannelSelectorConfiguration selectorConfig = config.getSelectorConfiguration();  
    //使用Source关联的Channel创建，比如agent.sources.s1.channels = c1 c2  
    ChannelSelector selector = ChannelSelectorFactory.create(sourceChannels, selectorConfig);

ChannelSelector默认提供了两种实现：复制和多路复用：

默认实现是复制选择器ReplicatingChannelSelector，即把接收到的消息复制到每一个Channel；多路复用选择器MultiplexingChannelSelector会根据Event Header中的参数进行选择，以此来选择使用哪个Channel。

而Channel是Event中转的地方，Source发布Event到Channel，Sink消费Channel的Event；Channel接口提供了如下接口用来实现Event流转：  
Java代码

public interface Channel extends LifecycleAware, NamedComponent {
          
      public void put(Event event) throws ChannelException;  
      public Event take() throws ChannelException;  
      public Transaction getTransaction();  
    }

put用于发布Event，take用于消费Event，getTransaction用于事务支持。默认提供了如下Channel的实现：

对于Channel的实现我们后续单独章节介绍。

3、Sink  
Sink从Channel消费Event，然后进行转移到收集/聚合层或存储层。Sink接口如下所示：  
Java代码

public interface Sink extends LifecycleAware, NamedComponent {
          
      public void setChannel(Channel channel);  
      public Channel getChannel();  
      public Status process() throws EventDeliveryException;  
      public static enum Status {  
        READY, BACKOFF  
      }  
    }

类似于Source，其首先继承了LifecycleAware，然后提供了Channel的getter/setter方法，并提供了process方法进行消费，此方法会返回消费的状态，READY或BACKOFF。

Sink也是通过SinkFactory工厂来创建，其也提供了DefaultSinkFactory默认工厂，比如传入hdfs，会先查找Enum org.apache.flume.conf.sink.SinkType，然后找到相应的默认处理类org.apache.flume.sink.hdfs.HDFSEventSink，如果没找到默认处理类，直接通过Class.forName(className)进行反射创建。

我们知道Sink还提供了分组功能，用于把多个Sink聚合为一组进行使用，内部提供了SinkGroup用来完成这个事情。此时问题来了，如何去调度多个Sink，其内部使用了SinkProcessor来完成这个事情，默认提供了故障转移和负载均衡两个策略。

首先SinkGroup就是聚合多个Sink为一组，然后将多个Sink传给SinkProcessorFactory进行创建SinkProcessor，而策略是根据配置文件中配置的如agent.sinkgroups.g1.processor.type = load\_balance来选择的。

SinkProcessor提供了如下实现：

DefaultSinkProcessor：默认实现，用于单个Sink的场景使用。  
FailoverSinkProcessor：故障转移实现：  
Java代码

public Status process() throws EventDeliveryException {  
      Long now = System.currentTimeMillis();  
        //1、首先检查失败队列的头部的Sink是否已经过了失败补偿等待时间了  
      while(!failedSinks.isEmpty() && failedSinks.peek().getRefresh() < now) {  
        //2、如果可以使用了，则从失败Sink队列获取队列第一个Sink  
        FailedSink cur = failedSinks.poll();  
        Status s;  
        try {  
          s = cur.getSink().process(); //3、使用此Sink进行处理  
          if (s  == Status.READY) {
        //4、如果处理成功  
            liveSinks.put(cur.getPriority(), cur.getSink()); //4.1、放回存活Sink队列  
            activeSink = liveSinks.get(liveSinks.lastKey());  
          } else {  
            failedSinks.add(cur); //4.2、如果此时不是READY，即BACKOFF期间，再次放回失败队列  
          }  
          return s;  
        } catch (Exception e) {  
          cur.incFails(); //5、如果遇到异常了，则增加失败次数，并放回失败队列  
          failedSinks.add(cur);  
        }  
      }  
    
      Status ret = null;  
      while(activeSink != null) {
        //6、此时失败队列中没有Sink能处理了，那么需要使用存活Sink队列进行处理  
        try {  
          ret = activeSink.process();  
          return ret;  
        } catch (Exception e) {
        //7、处理失败进行转移到失败队列  
          activeSink = moveActiveToDeadAndGetNext();  
        }  
      }  
    
      throw new EventDeliveryException("All sinks failed to process, " +  
          "nothing left to failover to");  
    }

失败队列是一个优先级队列，使用refresh属性排序，而refresh是通过如下机制计算的：  
Java代

refresh = System.currentTimeMillis()  
            + Math.min(maxPenalty, (1 << sequentialFailures) * FAILURE_PENALTY);

其中maxPenalty是最大等待时间，默认30s，而(1 << sequentialFailures) \* FAILURE\_PENALTY)用于实现指数级等待时间递增， FAILURE\_PENALTY是1s。

LoadBalanceSinkProcessor：用于实现Sink的负载均衡，其通过SinkSelector进行实现，类似于ChannelSelector。LoadBalanceSinkProcessor在启动时会根据配置，如agent.sinkgroups.g1.processor.selector = random进行选择，默认提供了两种选择器：

LoadBalanceSinkProcessor使用如下机制进行负载均衡：  
Java代码

public Status process() throws EventDeliveryException {  
      Status status = null;  
      //1、使用选择器创建相应的迭代器，也就是用来选择Sink的迭代器  
      Iterator<Sink> sinkIterator = selector.createSinkIterator();  
      while (sinkIterator.hasNext()) {  
        Sink sink = sinkIterator.next();  
        try {  
          //2、选择器迭代Sink进行处理，如果成功直接break掉这次处理，此次负载均衡就算完成了  
          status = sink.process();  
          break;  
        } catch (Exception ex) {  
          //3、失败后会通知选择器，采取相应的失败退避补偿算法进行处理  
          selector.informSinkFailed(sink);  
          LOGGER.warn("Sink failed to consume event. "  
              + "Attempting next sink if available.", ex);  
        }  
      }  
      if (status == null) {  
        throw new EventDeliveryException("All configured sinks have failed");  
      }  
      return status;  
    }

如上的核心就是怎么创建迭代器，如何进行失败退避补偿处理，首先我们看下RoundRobinSinkSelector实现，其内部是通过通用的RoundRobinOrderSelector选择器实现：  
Java代码

public Iterator<T> createIterator() {  
      //1、获取存活的Sink索引，  
      List<Integer> activeIndices = getIndexList();  
      int size = activeIndices.size();  
      //2、如果上次记录的下一个存活Sink的位置超过了size，那么从队列头重新开始计数  
      if (nextHead >= size) {  
        nextHead = 0;  
      }  
      //3、获取本次使用的起始位置  
      int begin = nextHead++;  
      if (nextHead == activeIndices.size()) {  
        nextHead = 0;  
      }  
      //4、从该位置开始迭代，其实现类似于环形队列，比如整个队列是5，起始位置是3，则按照 3、4、0、1、2的顺序进行轮训，实现了轮训算法   
      int[] indexOrder = new int[size];  
      for (int i = 0; i < size; i++) {  
        indexOrder[i] = activeIndices.get((begin + i) % size);  
      }  
      //indexOrder是迭代顺序，getObjects返回相关的Sinks；  
      return new SpecificOrderIterator<T>(indexOrder, getObjects());  
    }

getIndexList实现如下：  
Java代码

protected List<Integer> getIndexList() {  
      long now = System.currentTimeMillis();  
      List<Integer> indexList = new ArrayList<Integer>();  
      int i = 0;  
      for (T obj : stateMap.keySet()) {  
        if (!isShouldBackOff() || stateMap.get(obj).restoreTime < now) {  
          indexList.add(i);  
        }  
        i++;  
      }  
      return indexList;  
    }

isShouldBackOff()表示是否开启退避算法支持，如果不开启，则认为每个Sink都是存活的，每次都会重试，通过agent.sinkgroups.g1.processor.backoff = true配置开启，默认false；restoreTime和之前介绍的refresh一样，是退避补偿等待时间，算法类似，就不多介绍了。

那么什么时候调用Sink进行消费呢？其类似于SourceRunner，Sink提供了SinkRunner进行轮训拉取处理，SinkRunner会轮训调度SinkProcessor消费Channel的消息，然后调用Sink进行转移。SinkProcessor之前介绍过，其负责消息复制/路由。

SinkRunner实现如下：  
Java代码

public void start() {  
      SinkProcessor policy = getPolicy();  
      policy.start();  
      runner = new PollingRunner();  
      runner.policy = policy;  
      runner.counterGroup = counterGroup;  
      runner.shouldStop = new AtomicBoolean();  
      runnerThread = new Thread(runner);  
      runnerThread.setName("SinkRunner-PollingRunner-" +  
          policy.getClass().getSimpleName());  
      runnerThread.start();  
      lifecycleState = LifecycleState.START;  
    }

即获取SinkProcessor然后启动它，接着启动轮训线程去处理。PollingRunner线程负责轮训消息，核心实现如下：  
Java代码

public void run() {  
      while (!shouldStop.get()) { //如果没有停止  
        try {  
          if (policy.process().equals(Sink.Status.BACKOFF)) {
       //如果处理失败了，进行退避补偿处理  
            counterGroup.incrementAndGet("runner.backoffs");  
            Thread.sleep(Math.min(  
                counterGroup.incrementAndGet("runner.backoffs.consecutive")  
                * backoffSleepIncrement, maxBackoffSleep)); //暂停退避补偿设定的超时时间  
          } else {  
            counterGroup.set("runner.backoffs.consecutive", 0L);  
          }  
        } catch (Exception e) {  
          try {  
            Thread.sleep(maxBackoffSleep); //如果遇到异常则等待最大退避时间  
          } catch (InterruptedException ex) {  
            Thread.currentThread().interrupt();  
          }  
        }  
      }  
    }

整体实现类似于PollableSourceRunner实现，整体处理都是交给SinkProcessor完成的。SinkProcessor会轮训Sink的process方法进行处理；此处以LoggerSink为例：  
Java代码

@Override  
    public Status process() throws EventDeliveryException {  
      Status result = Status.READY;  
      Channel channel = getChannel();  
      //1、获取事务  
      Transaction transaction = channel.getTransaction();  
      Event event = null;  
    
      try {  
        //2、开启事务  
        transaction.begin();  
        //3、从Channel获取Event  
        event = channel.take();  
        if (event != null) {  
          if (logger.isInfoEnabled()) {  
            logger.info("Event: " + EventHelper.dumpEvent(event, maxBytesToLog));  
          }  
        } else {
       //4、如果Channel中没有Event，则默认进入故障补偿机制，即防止死循环造成CPU负载高  
          result = Status.BACKOFF;  
        }  
        //5、成功后提交事务  
        transaction.commit();  
      } catch (Exception ex) {  
        //6、失败后回滚事务  
        transaction.rollback();  
        throw new EventDeliveryException("Failed to log event: " + event, ex);  
      } finally {  
        //7、关闭事务  
        transaction.close();  
      }  
      return result;  
    }

Sink中一些实现是支持批处理的，比如RollingFileSink：  
Java代码

//1、开启事务  
    //2、批处理  
    for (int i = 0; i < batchSize; i++) {  
      event = channel.take();  
      if (event != null) {  
        sinkCounter.incrementEventDrainAttemptCount();  
        eventAttemptCounter++;  
        serializer.write(event);  
      }  
    }  
    //3、提交/回滚事务、关闭事务

定义一个批处理大小然后在事务中执行批处理。

下一篇链接：[http://blog.csdn.net/tiantang\_1986/article/details/50905120][http_blog.csdn.net_tiantang_1986_article_details_50905120]

[原文链接点击这里][Link 1]

[http_blog.csdn.net_tiantang_1986_article_details_50905120]: http://blog.csdn.net/tiantang_1986/article/details/50905120
[Link 1]: http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2263776?utm_source=tuicool&utm_medium=referral