关于Storm Tick

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1. tick的功能

Apache Storm中内置了一种定时机制——tick，它能够让任何bolt的所有task每隔一段时间（精确到秒级，用户可以自定义）收到一个来自__systemd的__tick stream的tick tuple，bolt收到这样的tuple后可以根据业务需求完成相应的处理。

Tick功能从Apache Storm 0.8.0版本开始支持，本文在Apache Storm 0.9.1上测试。

2. 在代码中使用tick及其作用

在代码中如需使用tick，可以参照下面的方式：

2.1. 为bolt设置tick

若希望某个bolt每隔一段时间做一些操作，那么可以将bolt继承BaseBasicBolt/BaseRichBolt，并重写getComponentConfiguration()方法。在方法中设置Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS的值，单位是秒。

getComponentConfiguration()是backtype.storm.topology.IComponent接口中定义的方法，在此方法的实现中可以定义以”Topology.*”开头的此bolt特定的Config。

这样设置之后，此bolt的所有task都会每隔一段时间收到一个来自__systemd的__tick stream的tick tuple，因此execute()方法可以实现如下：

2.2. 为Topology全局设置tick

若希望Topology中的每个bolt都每隔一段时间做一些操作，那么可以定义一个Topology全局的tick，同样是设置Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS的值：

2.3. tick设置的优先级

与Linux中的环境变量的优先级类似，storm中的tick也有优先级，即全局tick的作用域是全局bolt，但对每个bolt其优先级低于此bolt定义的tick。

这个参数的名字TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS具有一定的迷惑性，一眼看上去应该是Topology全局的，但实际上每个bolt也可以自己定义。

2.4. tick的精确度

Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS是精确到秒级的。例如某bolt设置Config.TOPOLOGY_TICK_TUPLE_FREQ_SECS为10s，理论上说bolt的每个task应该每个10s收到一个tick tuple。
实际测试发现，这个时间间隔的精确性是很高的，一般延迟（而不是提前）时间在1ms左右。测试环境：3台虚拟机做supervisor，每台配置：4Cpu、16G内存、千兆网卡。

3. storm tick的实现原理

在bolt中的getComponentConfiguration()定义了该bolt的特定的配置后，storm框架会在TopologyBuilder.setBolt()方法中调用bolt的getComponentConfiguration()方法，从而设置该bolt的配置。

调用路径为：TopologyBuilder.setBolt()-> TopologyBuilder.initCommon()-> getComponentConfiguration()

4. 附件

测试使用的代码：

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时正常的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();
    }
  }
}