Storm的ack机制

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正在学习storm的大兄弟们，我又来传道授业解惑了，是不是觉得自己会用ack了。好吧，那就让我开始啪啪打你们脸吧。

先说一下ACK机制：

为了保证数据能正确的被处理, 对于spout产生的每一个tuple, storm都会进行跟踪。

这里面涉及到ack/fail的处理，如果一个tuple处理成功是指这个Tuple以及这个Tuple产生的所有Tuple都被成功处理, 会调用spout的ack方法；

如果失败是指这个Tuple或这个Tuple产生的所有Tuple中的某一个tuple处理失败, 则会调用spout的fail方法；

在处理tuple的每一个bolt都会通过OutputCollector来告知storm, 当前bolt处理是否成功。

另外需要注意的，当spout触发fail动作时，不会自动重发失败的tuple，需要我们在spout中重新获取发送失败数据，手动重新再发送一次。

Ack原理
Storm中有个特殊的task名叫acker，他们负责跟踪spout发出的每一个Tuple的Tuple树（因为一个tuple通过spout发出了，经过每一个bolt处理后，会生成一个新的tuple发送出去）。当acker（框架自启动的task）发现一个Tuple树已经处理完成了，它会发送一个消息给产生这个Tuple的那个task。
Acker的跟踪算法是Storm的主要突破之一，对任意大的一个Tuple树，它只需要恒定的20字节就可以进行跟踪。
Acker跟踪算法的原理：acker对于每个spout-tuple保存一个ack-val的校验值，它的初始值是0，然后每发射一个Tuple或Ack一个Tuple时，这个Tuple的id就要跟这个校验值异或一下，并且把得到的值更新为ack-val的新值。那么假设每个发射出去的Tuple都被ack了，那么最后ack-val的值就一定是0。Acker就根据ack-val是否为0来判断是否完全处理，如果为0则认为已完全处理。

要实现ack机制：
1，spout发射tuple的时候指定messageId
2，spout要重写BaseRichSpout的fail和ack方法
3，spout对发射的tuple进行缓存(否则spout的fail方法收到acker发来的messsageId，spout也无法获取到发送失败的数据进行重发)，看看系统提供的接口，只有msgId这个参数，这里的设计不合理，其实在系统里是有cache整个msg的，只给用户一个messageid，用户如何取得原来的msg貌似需要自己cache，然后用这个msgId去查询，太坑爹了
3，spout根据messageId对于ack的tuple则从缓存队列中删除，对于fail的tuple可以选择重发。
4,设置acker数至少大于0；Config.setNumAckers(conf, ackerParal);

题外话：
阿里自己的Jstorm会提供

public interface IFailValueSpout { void fail(Object msgId, List<object>values); }
这样更合理一些, 可以直接取得系统cache的msg values

Storm的Bolt有BsicBolt和RichBolt:
在BasicBolt中，BasicOutputCollector在emit数据的时候，会自动和输入的tuple相关联，而在execute方法结束的时候那个输入tuple会被自动ack。
使用RichBolt需要在emit数据的时候，显示指定该数据的源tuple要加上第二个参数anchor tuple，以保持tracker链路，即collector.emit(oldTuple, newTuple);并且需要在execute执行成功后调用OutputCollector.ack(tuple), 当失败处理时，执行OutputCollector.fail(tuple);

 由一个tuple产生一个新的tuple称为：anchoring，你发射一个tuple的同时也就完成了一次anchoring。

ack机制即，spout发送的每一条消息，

在规定的时间内，spout收到Acker的ack响应，即认为该tuple 被后续bolt成功处理

在规定的时间内（默认是30秒），没有收到Acker的ack响应tuple，就触发fail动作，即认为该tuple处理失败，timeout时间可以通过Config.TOPOLOGY_MESSAGE_TIMEOUT_SECS来设定。

或者收到Acker发送的fail响应tuple，也认为失败，触发fail动作

注意，我开始以为如果继承BaseBasicBolt那么程序抛出异常，也会让spout进行重发，但是我错了，程序直接异常停止了

这里我以分布式程序入门案例worldcount为例子吧。

请看下面大屏幕：没有错我就是那个你们走在路上经常听见的名字刘洋。

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这里spout1-1task发送句子"i am liu yang"给bolt2-2task进行处理，该task把句子切分为单词，根据字段分发到下一个bolt中，bolt2-2,bolt4-4,bolt5-5对每一个单词添加一个后缀1后再发送给下一个bolt进行存储到数据库的操作，这个时候bolt7-7task在存储数据到数据库时失败，向spout发送fail响应，这个时候spout收到消息就会再次发送的该数据。

好，那么我思考一个问题：spout如何保证再次发送的数据就是之前失败的数据，所以在spout实例中，绝对要定义一个map缓存，缓存发出去的每一条数据，key当然就是messageId,当spout实例收到所有bolt的响应后如果是ack，就会调用我们重写的ack方法，在这个方法里面我们就要根据messageId删除这个key-value,如果spout实例收到所有bolt响应后，发现是faile,则会调用我们重写的fail方法，根据messageId查询到对应的数据再次发送该数据出去。

spout代码如下

public class MySpout extends BaseRichSpout {
    private static final long serialVersionUID = 5028304756439810609L;

    // key:messageId,Data
    private HashMap<String, String> waitAck = new HashMap<String, String>();

    private SpoutOutputCollector collector;

    public void declareOutputFields(OutputFieldsDeclarer declarer) {
        declarer.declare(new Fields("sentence"));
    }

    public void open(Map conf, TopologyContext context, SpoutOutputCollector collector) {
        this.collector = collector;
    }

    public void nextTuple() {
        String sentence = "i am liu yang";
        String messageId = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
        waitAck.put(messageId, sentence);
        //指定messageId，开启ackfail机制
        collector.emit(new Values(sentence), messageId);
    }

    @Override
    public void ack(Object msgId) {
        System.out.println("消息处理成功:" + msgId);
        System.out.println("删除缓存中的数据...");
        waitAck.remove(msgId);
    }

    @Override
    public void fail(Object msgId) {
        System.out.println("消息处理失败:" + msgId);
        System.out.println("重新发送失败的信息...");
        //重发如果不开启ackfail机制，那么spout的map对象中的该数据不会被删除的。
        collector.emit(new Values(waitAck.get(msgId)),msgId);
    }
}

虽然在storm项目中我们的spout源通常来源kafka,而且我们使用storm提供的工具类KafkaSpout类，其实这个类里面就维护者<messageId,Tuple>对的集合。

问题一：你们有没有想过如果某一个task节点处理的tuple一直失败，消息一直重发会怎么样？

我们都知道，spout作为消息的发送源，在没有收到该tuple来至左右bolt的返回信息前，是不会删除的，那么如果消息一直失败，就会导致spout节点存储的tuple数据越来越多，导致内存溢出。

问题二：有没有想过，如果该tuple的众多子tuple中，某一个子tuple处理failed了，但是另外的子tuple仍然会继续执行，如果子tuple都是执行数据存储操作，那么就算整个消息失败，那些生成的子tuple还是会成功执行而不会回滚的。

问题三：tuple的追踪并不一定要是从spout结点到最后一个bolt,只要是spout开始，可以在任意层次bolt停止追踪做出应答。

 Acker task 组件来设置一个topology里面的acker的数量，默认值是一，如果你的topoogy里面的tuple比较多的话，那么请把acker的数量设置多一点，效率会更高一点。

值得注意的一点是Storm调用Ack或者fail的task始终是产生这个tuple的那个task，所以如果一个Spout，被分为很多个task来执行，消息执行的成功失败与否始终会通知最开始发出tuple的那个task。

作为Storm的使用者，有两件事情要做以更好的利用Storm的可靠性特征，首先你在生成一个tuple的时候要通知Storm，其次，完全处理一个tuple之后要通知Storm，这样Storm就可以检测到整个tuple树有没有完成处理，并且通知源Spout处理结果。

1 由于对应的task挂掉了，一个tuple没有被Ack：

Storm的超时机制在超时之后会把这个tuple标记为失败，从而可以重新处理。

2 Acker挂掉了： 在这种情况下，由这个Acker所跟踪的所有spout tuple都会出现超时，也会被重新的处理。

3 Spout 挂掉了：在这种情况下给Spout发送消息的消息源负责重新发送这些消息。

三个基本的机制，保证了Storm的完全分布式，可伸缩的并且高度容错的。

另外Ack机制还常用于限流作用： 为了避免spout发送数据太快，而bolt处理太慢，常常设置pending数，当spout有等于或超过pending数的tuple没有收到ack或fail响应时，跳过执行nextTuple， 从而限制spout发送数据。

通过conf.put(Config.TOPOLOGY_MAX_SPOUT_PENDING, pending);设置spout pend数。

Storm的ack机制

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原文地址：http://www.cnblogs.com/thinkpad/p/6008935.html