Storm 是如何跟踪一条消息以及它衍生出来的消息都被成功处理的

2012·2郑昀汇总

我们做 Notify Server 时可以间接借鉴这个解决方案的思路。

 

Storm 是一个分布式的、容错的实时计算系统，由 Twitter 开源。

先不介绍术语和背景知识，直接来一些吸引眼球的内容：

 

一，Tuple Tree

spout 发射一个消息(tuple)，可能会导致成百上千的消息基于此消息被创建。这些消息构成一个树状结构，我们称之为“tuple tree”。

tuple 是如何被跟踪的呢？系统中有成千上万的消息，如果为每个 spout 发送的消息都构建一棵树的话，很快内存就会耗尽。所以，必须采用不同的策略来跟踪每个消息。

 

二，Acker 跟踪 Tuple

acker 对于 tuple 的跟踪算法是 storm 最大的突破。这个算法使得对于任意大的一个 tuple tree， 它只需要恒定的20字节就可以进行跟踪了。

 

Storm 系统中有一组叫做“acker”的特殊任务，它们负责跟踪 DAG（有向无环图）中的每个消息。每当发现一个 DAG 被完全处理，它就向创建这个根消息的 spout 任务发送一个信号。

原理很简单：

1）当一个消息被创建的时候（无论是在 spout 还是 bolt 中），系统都为该消息分配一个 64bit 的随机值作为id。这些 messageid 是 acker 用来跟踪由 spout 消息派生出来的 tuple tree 的。

2）acker 对于每个 tuple 保存一个 ack-val 的校验值（一个64 bit数字），它的初始值是0。 然后每发射一个 tuple （即消息的创建），或者 ack 一个 tuple （即消息的被应答），那么 tuple 的 id 都要跟 ack-val 异或一下，并且把得到的值更新为 ack-val 的新值。假设每个发射出去的 tuple 都被 ack 了， 那么最后 ack-val 一定是0(因为一个数字跟自己异或得到的值是0)。

 

总的来说，ack-val 是这棵树上所有创建的 tuple-id 以及 ack 的 tuple-id 一起异或(XOR)。ack-val 表示了整棵树的的状态，无论这棵树多大，只需要这个固定大小的数字就可以跟踪整棵树。

每当 acker 发现一棵树的 ack val 值为0时，它就知道这棵树已经被完全处理了。

因为消息的随机ID是一个64bit的值，因此ack val在树处理完之前被置为0的概率非常小。

 

三，Acker 有很多，选择哪一个呢？

当一个 tuple 需要 ack 的时候，它到底选择哪个 acker 来发送这个信息呢？

storm 用一致性哈希来把一个 tuple-message-id 对应到 acker ， 因为每一个 tuple 知道它所有的祖宗的 tuple-message-id， 所以它自然可以算出要通知哪个 acker 来 ack。

 

参考资源：

1）2011，徐明明，Storm翻译稿系列；

2）2013，量子统计，Storm入门教程第四章和第五章；

3）2011，徐明明，Storm 如何保证消息不丢失；

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