Apache Kafka - 与Storm集成

在本章中,我们将学习如何将Kafka与Apache Storm集成.

关于Storm

Storm最初是由Nathan Marz创建的BackType团队.在短时间内,Apache Storm成为分布式实时处理系统的标准,允许您处理大量数据.风暴速度非常快,每个节点每秒处理的元组数超过一百万个. Apache Storm持续运行,消耗来自配置源(Spouts)的数据,并将数据传递到处理管道(Bolts).联合,Spouts和Bolts构成拓扑.

与Storm集成

Kafka和Storm自然相互补充,他们强大的合作使真实用于快速移动的大数据的时间流分析. Kafka和Storm的集成是为了让开发人员更容易从Storm拓扑中摄取和发布数据流.

概念流

喷口是一个来源流.例如,一个spout可以从Kafka主题中读取元组并将它们作为流发出. bolt会消耗输入流,进程并可能发出新的流. Bolts可以执行任何操作,包括运行函数,过滤元组,进行流聚合,流连接,与数据库交谈等. Storm拓扑中的每个节点并行执行.拓扑无限期运行,直到您终止它. Storm会自动重新分配任何失败的任务.此外,Storm保证不会丢失任何数据,即使机器出现故障并且消息被丢弃.

让我们详细了解Kafka-Storm集成API.将Kafka与Storm集成有三个主要类别.它们如下:<

BrokerHosts  -  ZkHosts& StaticHosts

BrokerHosts是一个接口,ZkHosts和StaticHosts是它的两个主要实现. ZkHosts用于通过维护ZooKeeper中的详细信息来动态跟踪Kafka代理,而StaticHosts用于手动/静态设置Kafka代理及其详细信息. ZkHosts是访问Kafka经纪人的简单快捷方式.

ZkHosts的签名如下 :

 public ZkHosts(String brokerZkStr,String brokerZkPath)
 public ZkHosts(String brokerZkStr)

其中brokerZkStr是ZooKeeper主机,brokerZkPath是用于维护Kafka代理详细信息的ZooKeeper路径.

KafkaConfig API

此API用于定义Kafka群集的配置设置. Kafka Con-fig的签名定义如下:

 public KafkaConfig(BrokerHosts hosts,string topic)

    主持人 :  BrokerHosts可以是ZkHosts/StaticHosts.

    主题 : 主题名称.

SpoutConfig API

Spoutconfig是KafkaConfig的扩展,支持其他ZooKeeper信息.

 public SpoutConfig(BrokerHosts hosts,string topic,string zkRoot,string id)

  • 主持人 :  BrokerHosts可以是BrokerHosts界面的任何实现

  • 主题 : 主题名称.

  • zkRoot :  ZooKeeper根路径.

  • id :   spout存储在Zookeeper中消耗的偏移量的状态. id应唯一标识您的鲸鱼喷水.

SchemeAsMultiScheme

SchemeAsMultiScheme是一个界面,指示如何从Kafka消耗的ByteBuffer变成了风暴元组.它源自MultiScheme并接受Scheme类的实现.有很多Scheme类的实现,一个这样的实现是StringScheme,它将字节解析为一个简单的字符串.它还控制输出字段的命名.签名定义如下.

public SchemeAsMultiScheme(Scheme scheme)

  • Scheme : 从kafka消耗的字节缓冲区.

KafkaSpout API

KafkaSpout是我们的spout实现,它将是与Storm整合.它从kafka主题中获取消息并将其作为元组发送到Storm生态系统中. KafkaSpout从SpoutConfig获取配置详细信息.

下面是创建简单Kafka喷口的示例代码.

//ZooKeeper连接字符串
 BrokerHosts hosts = new ZkHosts(zkConnString); 
//创建对象
 SpoutConfig spoutConfig = new SpoutConfig(hosts,
 topicName,"/"+ topicName UUID.randomUUID().toString ()); 
//将ByteBuffer转换为String. 
 spoutConfig.scheme = new SchemeAsMultiScheme(new StringScheme()); 
//将SpoutConfig分配给KafkaSpout. 
 KafkaSpout kafkaSpout = new KafkaSpout(spoutConfig);

Bolt Creation

Bolt是一个以元组为输入,处理元组并产生新元组的组件输出.螺栓将实现IRichBolt接口.在这个程序中,使用两个螺栓类WordSplitter-Bolt和WordCounterBolt来执行操作.

IRichBolt接口具有以下方法 :

  • 准备 : 为螺栓提供要执行的环境.执行者将运行此方法来初始化喷口.

  • 执行 : 处理单个输入元组.

  • 清理 : 当螺栓关闭时调用.

  • declareOutputFields : 声明元组的输出模式.

让我们创建SplitBolt.java,它实现将句子分成单词和CountBolt的逻辑.java,它实现逻辑以分隔唯一的单词并计算其出现次数.

SplitBolt.java

import java.util.Map;

import backtype.storm.tuple.Tuple;
import backtype.storm.tuple.Fields;
import backtype.storm.tuple.Values;

import backtype.storm.task.OutputCollector;
import backtype.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
import backtype.storm.topology.IRichBolt;
import backtype.storm.task.TopologyContext;

public class SplitBolt implements IRichBolt {
   private OutputCollector collector;
   
   @Override
   public void prepare(Map stormConf, TopologyContext context,
      OutputCollector collector) {
      this.collector = collector;
   }
   
   @Override
   public void execute(Tuple input) {
      String sentence = input.getString(0);
      String[] words = sentence.split(" ");
      
      for(String word: words) {
         word = word.trim();
         
         if(!word.isEmpty()) {
            word = word.toLowerCase();
            collector.emit(new Values(word));
         }
         
      }

      collector.ack(input);
   }
   
   @Override
   public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
      declarer.declare(new Fields("word"));
   }

   @Override
   public void cleanup() {}
   
   @Override
   public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {
      return null;
   }
   
}

CountBolt.java

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

import backtype.storm.tuple.Tuple;
import backtype.storm.task.OutputCollector;
import backtype.storm.topology.OutputFieldsDeclarer;
import backtype.storm.topology.IRichBolt;
import backtype.storm.task.TopologyContext;

public class CountBolt implements IRichBolt{
   Map<String, Integer> counters;
   private OutputCollector collector;
   
   @Override
   public void prepare(Map stormConf, TopologyContext context,
   OutputCollector collector) {
      this.counters = new HashMap<String, Integer>();
      this.collector = collector;
   }

   @Override
   public void execute(Tuple input) {
      String str = input.getString(0);
      
      if(!counters.containsKey(str)){
         counters.put(str, 1);
      }else {
         Integer c = counters.get(str) +1;
         counters.put(str, c);
      }
   
      collector.ack(input);
   }

   @Override
   public void cleanup() {
      for(Map.Entry<String, Integer> entry:counters.entrySet()){
         System.out.println(entry.getKey()&plus;" : " &plus; entry.getValue());
      }
   }

   @Override
   public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
   
   }

   @Override
   public Map<String, Object> getComponentConfiguration() {
      return null;
   }
}

提交到拓扑

Storm拓扑基本上是一个Thrift结构. TopologyBuilder类提供了简单易用的方法来创建复杂的拓扑. TopologyBuilder类具有设置spout(setSpout)和设置bolt(setBolt)的方法.最后,拓扑建设者创建了拓扑学来创建拓扑学. shuffleGrouping和fieldsGrouping方法有助于为spout和bolt设置流分组.

Local Cluster : 出于开发目的,我们可以使用对象创建本地群集,然后使用类的方法提交拓扑.

KafkaStormSample.java

import backtype.storm.Config;
import backtype.storm.LocalCluster;
import backtype.storm.topology.TopologyBuilder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;

import backtype.storm.spout.SchemeAsMultiScheme;
import storm.kafka.trident.GlobalPartitionInformation;
import storm.kafka.ZkHosts;
import storm.kafka.Broker;
import storm.kafka.StaticHosts;
import storm.kafka.BrokerHosts;
import storm.kafka.SpoutConfig;
import storm.kafka.KafkaConfig;
import storm.kafka.KafkaSpout;
import storm.kafka.StringScheme;

public class KafkaStormSample {
   public static void main(String[] args) throws Exception{
      Config config = new Config();
      config.setDebug(true);
      config.put(Config.TOPOLOGY_MAX_SPOUT_PENDING, 1);
      String zkConnString = "localhost:2181";
      String topic = "my-first-topic";
      BrokerHosts hosts = new ZkHosts(zkConnString);
      
      SpoutConfig kafkaSpoutConfig = new SpoutConfig (hosts, topic, "/" + topic,    
         UUID.randomUUID().toString());
      kafkaSpoutConfig.bufferSizeBytes = 1024 * 1024 * 4;
      kafkaSpoutConfig.fetchSizeBytes = 1024 * 1024 * 4;
      kafkaSpoutConfig.forceFromStart = true;
      kafkaSpoutConfig.scheme = new SchemeAsMultiScheme(new StringScheme());

      TopologyBuilder builder = new TopologyBuilder();
      builder.setSpout("kafka-spout", new KafkaSpout(kafkaSpoutCon-fig));
      builder.setBolt("word-spitter", new SplitBolt()).shuffleGroup-ing("kafka-spout");
      builder.setBolt("word-counter", new CountBolt()).shuffleGroup-ing("word-spitter");
         
      LocalCluster cluster = new LocalCluster();
      cluster.submitTopology("KafkaStormSample", config, builder.create-Topology());

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

在移动编译之前,Kakfa-Storm集成需要策展人ZooKeeper客户端java库.策展人版本2.9.1支持Apache Storm版本0.9.5(我们在本教程中使用).下载下面指定的jar文件并将其放在java类路径中.

  • curator-client-2.9.1.jar

  • curator-framework-2.9.1.jar

包含依赖文件后,使用以下命令编译程序,

javac -cp"/path/to/Kafka/apache-storm-0.9.5/lib/*"* .java

执行

启动Kafka Producer CLI(在前一章中解释),创建一个名为并提供一些示例消息,如下所示 :

hello
kafka
storm
spark
test message
another test message

现在使用以下命令执行应用程序 :

java -cp"/path/to/Kafka/apache-storm-0.9.5/lib/*": KafkaStormSample

此应用程序的示例输出指定在 :

storm : 1
test : 2
spark : 1
another : 1
kafka : 1
hello : 1
message : 2