Concepts：概念
原文：http://storm.apache.org/documentation/Concepts.html
这个列表展示了storm中的主要概念和相关详细信息。这些概念是：
- Topologies
- Streams
- Spouts
- Bolts
- Stream groupings
- Reliability
- Tasks
- Works
Topologies
实时处理逻辑被包含在一个storm topology中。一个storm topology 与MapReduce job相似。其中一个关键不同是MapReduce job最终会停止，但是topology会一直运行（除非你kill它）。一个topology是一系列通过数据流连接起来的spout和bolt。下面将描述这些概念。
更多资源：
- TopologyBuilder：在Java程序中，使用这个类构建topology
- Running topologies on a production cluster（在集群上运行topology）
- Local mode：如何在本地开发和调试topology
Streams
Stream是storm的核心抽象。Stream是通过分布式方式平行创造出的一个无限制的tuples队列。Stream要为tuples中的fields(属性)命名。在默认情况下，tuples中可以有integers，longs，shorts，bytes，Strings，doubles，floats，booleans和byte arrays。当然，你也可以在tuples中使用自定义序列化（serializers）类型。
每一个Stream在声明时都会给一个id。因为单一流的spouts和bolts非常常见，OutputFieldsDeclarer有非常方便的方法声明一个没有指定id的流。在这种情况下，这个流被给定了一个默认id：“default”
更多资源：
- Tuple：stream是由tuples组成的。
- OutputFieldsDeclarer：用来声明一个流
- Serialization：tuples的动态类型信息并声明自定义序列换类型
- ISerialization：自定义序列换类型必须实现的接口
- CONFIG.TOPOLOGY_SERIALIZATIONS:自定义序列换类型可以通过这个配置进行
Spouts
Spout是storm中流的源头。通常的spouts从外部数据源中读取数据然后向topology中发射。Spout分为可重发（reliable）和非可重发（unreliable）两种。一个可重发的spout会在storm处理失败后再次发送处理失败的tuple，而非可重发的spout在发射完一个tuple之后就不再关注后续处理。
Spout可以发射多条Stream。可以使用OutputFieldsDeclarer中的declareStream方法声明多个Stream，并在使用时通过SpoutOutputCollector的emit方法发射数据。
Spout中最主要的方法是nextTuple。nextTuple可以向topology发射数据或在没有数据要发射的时候返回。在spout实现类中没有必要给nextTuple加锁，因为storm会在同一个线程中调用所有的spout方法。
其他两个重要的方法是ack和fail。当storm发现从spout发射出的tuple在整个topology过程中处理成功或失败时，会调用响应的ack或fail方法。只有在可重发的spout中才会调用ack或fail方法。
更多资源：
- IRichSpout：所有spout必须实现的接口
- Guaranteeing message processing（保证消息处理机制）
Bolts
Topologies中的所有处理过程都是在bolts中完成的。Bolts通过过滤（filtering）、方法（function）、聚合（aggregation）、连接（joins）、访问数据库等方式做任意数据操作。
Bolts可以做简单的Stream转换。但是做复杂的Stream转换需要在更多的bolt中执行多个步骤。举例来说：讲一个tweet Stream转换为一个热门图片Stream至少需要两个步骤：一个bolt统计每个图片的关注者（retweets），另一个bolt算出前几名的图片（你可以用更加可拓展的方式处理这个数据Stream转换，比如使用3个bolt）
bolts可以发射多条Stream。可以使用OutputFieldsDeclarer中的declareStream方法声明多个Stream，并在使用时通过SpoutOutputCollector的emit方法发射数据。
当你在bolt中声明了一个输入Stream，就意味着bolt从另一个组件（component）上订阅了一个特定的Stream。如果你希望订阅另一个组件上的所有流，需要分别声明订阅。InputDeclarer提供了一个通过默认Stream id订阅流的方法。比如declarer.shuffleGrouping("1")表示你从组件1上订阅了默认流，相当于declarer.shuffleGrouping("1", DEFAULT_STREAM_ID).
Bolt中的主方法是execute，每从输入Stream中读取数据时会调用它。Bolts通过OutputCollector发射新的tuples。Bolts需要在OutputCollector发射每个tuple完成之后调用ack方法，以便于storm知道tuple什么时候完成（可以最终确认原始spout发射的tuple是处理成功的）。通常情况下，tuple每处理一个输入tuple，会在输入tuple的基础上发射0或多个tuples，然后ack输入tuple，storm提供了一个接口IBasicBolt可以自动的调用ack方法。
在bolts中启动多个线程进行异步处理数据是一个完美的方法。OutputCollector是线程安全的，并且可以随时调用。
更多资料：
- IRichBolt: bolts实现的基础接口
- IBasicBolt：一个便利的接口，具备过滤功能和简单方法
- OutputCollector:bolts用来向输出steam发射tuples的实例。
- Guaranteeing message processing（保证消息处理机制）
Stream groupings（steam 组操作）
定义在topology中，每个bolt选择哪个Stream作为输入。一个Stream grouping定义了Stream在多个bolt’s tasks中如何分配。
在storm中有7种内置的Stream grouping方式，你可以通过实现CustomStreamGrouping接口来创建自己的Stream grouping。
- Shuffle grouping: Tuples被随机分配到每一个bolt’s task，以便于每一个bolt’s task获得相同数量的tuples。
- Fields grouping: Stream被根据属性（fields）进行分组。举例：如果一个Stream根据“user-id”分组，具有相同“user-id”属性的tuples会被发往同一个bolt’s task，具有不同“user-id”的tuples有可能发往不同的bolt’s task。
- All grouping：Stream会被重复的发往每一个bolt’s task，使用这个方式需要慎重。
- Global grouping：输入流会发往bolt’s tasks中的一个。具体来说，会发往最小id的task
- None grouping:这种方式表示你并不关心Stream如何分组。当前版本中，它的效果等同于shuffle grouping。Eventually though, Storm will push down bolts with none groupings to execute in the same thread as the bolt or spout they subscribe from (when possible).
- Direct grouping:这是一个特殊的grouping。这种方式可以让tuple的生产者决定消费者中哪一个task能够接收这个tuple。只有当一个Stream声明是一个direct stream时，Direct grouping方式才能生效。必须使用[emitDirect](/apidocs/backtype/storm/task/OutputCollector.html#emitDirect(int, int, java.util.List)方法，才能将tuple发送到一个direct Stream中。一个bolt可以通过两种方式获取到消费者的taskid，一种是使用TopologyContext获取，另一种是通过跟踪OutputCollector中的emit方法的返回值（当tuples发送之后，会返回task ids）
- Local or shuffle grouping:如果目标bolt在一个worker进程中有多个或一个tasks，tuples会随机发送到进程内的tasks。否则，这种方式与shuffle grouping相同。
相关资料
TopologyBuilder:用来创建topology的类
InputDeclarer:这个对象在调用TopologyBuilder类的setBolt方法时返回，用来声明一个bolt的输入Stream和这些Stream用什么样的grouping方式。
CoordinatedBolt:这个bolt用于分布式RPC topologies，并大量使用direct Stream和direct groupings。
Reliability
Storm确保没有个spout发出的tuple将会被topology完整的处理。通过建立一颗树来跟踪spout发出的每一个tuple，而且决定tuple有多长时间处理完毕。每一个topology有一个“message timeout”配置这个时间。如果storm发现tuple在这个时间内没有完成这棵树，那么这个tuple就是fail，并重新处理这个tuple。
为了很好的利用storm的可靠性机制，你必须告知storm什么时候在监控树上创建了一个新的路径，并在什么时候完成了一个tuple的处理。这些在bolts使用OutputCollector发送完tuple时要做的。在确定完成了emit方法之后，必须调用ack方法来告知处理了这个tuple。
更多信息在Guaranteeing message processing.
Tasks
每一个spout或bolt在集群中运行多个tasks。每一个task相当于程序中的一个线程，Stream grouping定义了如何将tuples从一个task集合到另一个task集合。你可以为每一个spout或bolt在类中TopologyBuilder的setSpout或setBolt方法设置平行度（parallelism）。
Workers
Topologies执行一个或多个worker进程。每个worker进程是一个运行task子集的物理虚拟机。举例：如果一个topology一共有300个tasks和50个workers，那么每一个worker执行6个tasks。Storm尝试将tasks平均的分配到每一个worker。
相关资料：
Config.TOPOLOGY_WORKERS:执行topology的worker数量