Storm 系列（一）—— Storm和流处理简介

一、Storm

1.1 简介

Storm 是一个开源的分布式实时计算框架，可以以简单、可靠的方式进行大数据流的处理。通常用于实时分析，在线机器学习、持续计算、分布式RPC、ETL等场景。Storm具有以下特点：

• 支持水平横向扩展；
• 具有高容错性，通过ACK机制每个消息都不丢失；
• 处理速度非常快，每个节点每秒能处理超过一百万个tuples ；
• 易于设置和操作，并可以与任何编程语言一起使用；
• 支持本地模式运行，对于开发人员来说非常友好；
• 支持图形化管理界面。

1.2 Storm 与 Hadoop对比

Hadoop采用MapReduce处理数据，而MapReduce主要是对数据进行批处理，这使得Hadoop更适合于海量数据离线处理的场景。而Strom的设计目标是对数据进行实时计算，这使得其更适合实时数据分析的场景。

1.3 Storm 与 Spark Streaming对比

Spark Streaming并不是真正意义上的流处理框架。 Spark Streaming接收实时输入的数据流，并将数据拆分为一系列批次，然后进行微批处理。只不过 Spark Streaming 能够将数据流进行极小粒度的拆分，使得其能够得到接近于流处理的效果，但其本质上还是批处理（或微批处理）。

1.4 Strom 与 Flink对比

storm和Flink都是真正意义上的实时计算框架。其对比如下：

	storm	flink
状态管理	无状态	有状态
窗口支持	对事件窗口支持较弱，缓存整个窗口的所有数据，窗口结束时一起计算	窗口支持较为完善，自带一些窗口聚合方法， 并且会自动管理窗口状态
消息投递	At Most Once At Least Once	At Most Once At Least Once Exactly Once
容错方式	ACK机制：对每个消息进行全链路跟踪，失败或者超时时候进行重发	检查点机制：通过分布式一致性快照机制， 对数据流和算子状态进行保存。在发生错误时，使系统能够进行回滚。

注 : 对于消息投递，一般有以下三种方案：

• At Most Once : 保证每个消息会被投递0次或者1次，在这种机制下消息很有可能会丢失；
• At Least Once : 保证了每个消息会被默认投递多次，至少保证有一次被成功接收，信息可能有重复，但是不会丢失；
• Exactly Once : 每个消息对于接收者而言正好被接收一次，保证即不会丢失也不会重复。

二、流处理

2.1 静态数据处理

在流处理之前，数据通常存储在数据库或文件系统中，应用程序根据需要查询或计算数据，这就是传统的静态数据处理架构。Hadoop采用HDFS进行数据存储，采用MapReduce进行数据查询或分析，这就是典型的静态数据处理架构。

2.2 流处理

而流处理则是直接对运动中数据的处理，在接收数据的同时直接计算数据。实际上，在真实世界中的大多数数据都是连续的流，如传感器数据，网站用户活动数据，金融交易数据等等 ，所有这些数据都是随着时间的推移而源源不断地产生。

接收和发送数据流并执行应用程序或分析逻辑的系统称为流处理器。流处理器的基本职责是确保数据有效流动，同时具备可扩展性和容错能力，Storm和Flink就是其代表性的实现。

流处理带来了很多优点：

• 可以立即对数据做出反应：降低了数据的滞后性，使得数据更具有时效性，更能反映对未来的预期；
• 可以处理更大的数据量：直接处理数据流，并且只保留数据中有意义的子集，然后将其传送到下一个处理单元，通过逐级过滤数据，从而降低实际需要处理的数据量；
• 更贴近现实的数据模型：在实际的环境中，一切数据都是持续变化的，想要通过历史数据推断未来的趋势，必须保证数据的不断输入和模型的持续修正，典型的就是金融市场、股票市场，流处理能更好地处理这些场景下对数据连续性和及时性的需求；
• 分散和分离基础设施：流式处理减少了对大型数据库的需求。每个流处理程序通过流处理框架维护了自己的数据和状态，这使其更适合于当下最流行的微服务架构。

参考资料

1. What is stream processing?
2. 流计算框架Flink与Storm的性能对比