storm的数据流介绍及组实现哪些bolt接收哪些元组

问题导读：

1.什么是数据流组？

2.数据流组分为哪几类？

3.数据流组如何实现哪些bolt接收哪些元组？

数据流组

设计一个拓扑时，你要做的最重要的事情之一就是定义如何在各组件之间交换数据（数据流是如何被bolts消费的）。一个数据流组指定了每个bolt会消费哪些数据流，以及如何消费它们。

NOTE：一个节点能够发布一个以上的数据流，一个数据流组允许我们选择接收哪个。

数据流组在定义拓扑时设置

[mw_shl_code=java,true]···
    builder.setBolt("word-normalizer", new WordNormalizer())
           .shuffleGrouping("word-reader");
···[/mw_shl_code]

在前面的代码块里，一个bolt由TopologyBuilder对象设定， 然后使用随机数据流组指定数据源。数据流组通常将数据源组件的ID作为参数，取决于数据流组的类型不同还有其它可选参数。

NOTE：每个InputDeclarer可以有一个以上的数据源，而且每个数据源可以分到不同的组。

随机数据流组

随机流组是最常用的数据流组。它只有一个参数（数据源组件），并且数据源会向随机选择的bolt发送元组，保证每个消费者收到近似数量的元组。

随机数据流组用于数学计算这样的原子操作。然而，如果操作不能被随机分配，就像前面单词计数的例子，你就要考虑其它分组方式了。

域数据流组

域数据流组允许你基于元组的一个或多个域控制如何把元组发送给bolts。它保证拥有相同域组合的值集发送给同一个bolt。回到单词计数器的例子，如果你用word域为数据流分组，word-normalizer bolt将只会把相同单词的元组发送给同一个word-counterbolt实例。

[mw_shl_code=java,true]···
    builder.setBolt("word-counter", new WordCounter(),2)
           .fieldsGrouping("word-normalizer", new Fields("word"));
···[/mw_shl_code]

NOTE: 在域数据流组中的所有域集合必须存在于数据源的域声明中。

全部数据流组

全部数据流组，为每个接收数据的实例复制一份元组副本。这种分组方式用于向bolts发送信号。比如，你要刷新缓存，你可以向所有的bolts发送一个刷新缓存信号。在单词计数器的例子里，你可以使用一个全部数据流组，添加清除计数器缓存的功能（见拓扑示例）

[mw_shl_code=java,true] public void execute(Tuple input) {
        String str = null;
        try{
            if(input.getSourceStreamId().equals("signals")){
                str = input.getStringByField("action");
                if("refreshCache".equals(str))
                    counters.clear();
            }
        }catch (IllegalArgumentException e){
            //什么也不做
        }
        ···
    }[/mw_shl_code]

我们添加了一个if分支，用来检查源数据流。Storm允许我们声明具名数据流（如果你不把元组发送到一个具名数据流，默认发送到名为”default“的数据流）。这是一个识别元组的极好的方式，就像这个例子中，我们想识别signals一样。 在拓扑定义中，你要向word-counter bolt添加第二个数据流，用来接收从signals-spout数据流发送到所有bolt实例的每一个元组。

[mw_shl_code=java,true]  builder.setBolt("word-counter", new WordCounter(),2)
           .fieldsGroupint("word-normalizer",new Fields("word"))
           .allGrouping("signals-spout","signals");[/mw_shl_code]

signals-spout的实现请参考git仓库。

自定义数据流组

你可以通过实现backtype.storm.grouping.CustormStreamGrouping接口创建自定义数据流组，让你自己决定哪些bolt接收哪些元组。

让我们修改单词计数器示例，使首字母相同的单词由同一个bolt接收。

[mw_shl_code=java,true]public class ModuleGrouping mplents CustormStreamGrouping, Serializable{
        int numTasks = 0;

        @Override
        public List<Integer> chooseTasks(List<Object> values) {
            List<Integer> boltIds = new ArrayList<Integer>();
            if(values.size()>0){
                String str = values.get(0).toString();
                if(str.isEmpty()){
                    boltIds.add(0);
                }else{
                    boltIds.add(str.charAt(0) % numTasks);
                }
            }
            return boltIds;
        }

        @Override
        public void prepare(TopologyContext context, Fields outFields, List<Integer> targetTasks) {
            numTasks = targetTasks.size();
        }
    }[/mw_shl_code]

这是一个CustomStreamGrouping的简单实现，在这里我们采用单词首字母字符的整数值与任务数的余数，决定接收元组的bolt。

按下述方式word-normalizer修改即可使用这个自定义数据流组。

[mw_shl_code=java,true]  builder.setBolt("word-normalizer", new WordNormalizer())
           .customGrouping("word-reader", new ModuleGrouping());[/mw_shl_code]

直接数据流组

这是一个特殊的数据流组，数据源可以用它决定哪个组件接收元组。与前面的例子类似，数据源将根据单词首字母决定由哪个bolt接收元组。要使用直接数据流组，在WordNormalizer bolt中，使用emitDirect方法代替emit。

[mw_shl_code=java,true]   public void execute(Tuple input) {
        ...
        for(String word : words){
            if(!word.isEmpty()){
                ...
                collector.emitDirect(getWordCountIndex(word),new Values(word));
            }
        }
        //对元组做出应答
        collector.ack(input);
    }

    public Integer getWordCountIndex(String word) {
        word = word.trim().toUpperCase();
        if(word.isEmpty()){
            return 0;
        }else{
            return word.charAt(0) % numCounterTasks;
        }
    }[/mw_shl_code]

在prepare方法中计算任务数

[mw_shl_code=java,true]public void prepare(Map stormConf, TopologyContext context,
                OutputCollector collector) {
        this.collector = collector;
        this.numCounterTasks = context.getComponentTasks("word-counter");
    }[/mw_shl_code]

在拓扑定义中指定数据流将被直接分组：

[mw_shl_code=java,true]   builder.setBolt("word-counter", new WordCounter(),2)
           .directGrouping("word-normalizer");[/mw_shl_code]

全局数据流组

全局数据流组把所有数据源创建的元组发送给单一目标实例（即拥有最低ID的任务）。

不分组

（Stom0.7.1版），这个数据流组相当于随机数据流组。也就是说，使用这个数据流组时，并不关心数据流是如何分组的。