JStorm与Storm源码分析(三)--Scheduler,调度器
Scheduler作为Storm的调度器,负责为Topology分配可用资源。
Storm提供了IScheduler接口,用户可以通过实现该接口来自定义Scheduler。
其定义如下:
public interface IScheduler { //接收当前Nimbus的Storm配置作为参数,进行一些初始化工作 void prepare(Map conf); /** * 真正进行任务分配的方法,在Nimbus进行任务分配的时候会调用该方法. * 参数为topologies、cluster:前者含有当前集群中所有Topology的静态信息, * cluster包含了Topology的运行态信息,比如用户自定义调度逻辑时所需要的所有资源、 * Supervisor信息、当前可用的所有slot * 以及任物分配情况等,根据topologies和cluster信息,就可以进行调度分配任务了 */ void schedule(Topologies topologies, Cluster cluster); }
真正选择哪个调度器来对Topology进行分配的方法是mk-assignments。
mk-assignments方法定义与解释如下:
;;参数:stormConf和接口INimbus的实现类实例 (defn mk-scheduler [conf inimbus] ;;调用inimbus中的getForcedScheduler方法,并将返回值赋给临时变量forced-scheduler (let [forced-scheduler (.getForcedScheduler inimbus) scheduler (cond ;;若调用的getForcedScheduler方法,返回的是非null的IScheduler,则返回该IScheduler实例 forced-scheduler (do (log-message "Using forced scheduler from INimbus " (class forced-scheduler)) forced-scheduler) ;;如果用户实现了自定义的IScheduler,并且在storm.yaml中有配置, ;;则返回用户自定义的IScheduler. (conf STORM-SCHEDULER) (do (log-message "Using custom scheduler: " (conf STORM-SCHEDULER)) (-> (conf STORM-SCHEDULER) new-instance)) ;;如果上述都不满足则返回默认的DefaultScheduler :else (do (log-message "Using default scheduler") (DefaultScheduler.)))] (.prepare scheduler conf) scheduler ))
从上述代码可以看出,如果调用inimbus中的getForcedScheduler方法,且返回的是非null的IScheduler,则返回该IScheduler实例;如果用户实现了自定义的IScheduler,并且在storm.yaml中有配置,则返回用户自定义的IScheduler;如果两者都没有实现,则采用默认调度器DefaultScheduler进行任务的分配。现在我们只关心DefaultScheduler。
DefaultScheduler的定义与解释如下:
;;DefaultScheduler是Storm默认的调度器,如果用户没有指定自己实现的调度器, ;;Storm就会使用该调度器进行Topology的任务分配。 ;;DefaultScheduler实现了IScheduler接口 (ns backtype.storm.scheduler.DefaultScheduler (:use [backtype.storm util config]) (:require [backtype.storm.scheduler.EvenScheduler :as EvenScheduler]) (:import [backtype.storm.scheduler IScheduler Topologies Cluster TopologyDetails WorkerSlot SchedulerAssignment EvenScheduler ExecutorDetails]) (:gen-class :implements [backtype.storm.scheduler.IScheduler]))
;;default-schedule方法主要是计算当前集群中所有可供分配的slot资源, ;;并判断当前已经分配给该Topology的slot资源是否需要重新分配, ;;利用这些信息,对新提交的Topology进行资源分配 (defn default-schedule [^Topologies topologies ^Cluster cluster] ;;调用cluster的needsSchedulingTopologies方法获取所需要进行任务调度的Topology集合 ;;needsSchedulingTopologies方法定义如fn1所示. (let [needs-scheduling-topologies (.needsSchedulingTopologies cluster topologies)] ;;这部分代码块的作用是对每一个需要进行任务调度的Topology进行处理 (doseq [^TopologyDetails topology needs-scheduling-topologies ;;通过调用getId获取topology-id :let [topology-id (.getId topology) ;;调用cluster的getAvailableSlots方法获取当前集群中所有可用的slot资源, ;;并将其转换为<node,port>集合赋给available-slots变量. ;;getAvailableSlots方法定义如下fn2所示 available-slots (->> (.getAvailableSlots cluster) (map #(vector (.getNodeId %) (.getPort %)))) ;;调用getExecutors获取Topology的所有Executor信息, ;;并将其转换为<start-task-id,end-task-id>集合 all-executors (->> topology .getExecutors (map #(vector (.getStartTask %) (.getEndTask %))) set) ;;调用EvenScheduler的get-alive-assigned-node+port->executors方法 ;;计算当前Topology已经分配的任务信息,以<[node,port],executors>信息保存到alive-assigned变量中 alive-assigned (EvenScheduler/get-alive-assigned-node+port->executors cluster topology-id) ;; alive-executors (->> alive-assigned vals (apply concat) set) ;;调用slots-can-reassign方法对alive-assigned的slot信息进行判断, ;;选出其中可被重新分配的slot集合并保存到can-reassign-slots. ;;slots-can-reassign方法定义如fn3所示: can-reassign-slots (slots-can-reassign cluster (keys alive-assigned)) ;;计算当前Topology所能使用的全部slot数目,它取以下两个量中较小的值作为total-slots-to-use total-slots-to-use (min (.getNumWorkers topology) (+ (count can-reassign-slots) (count available-slots))) ;;用于判断如果total-slots-to-use的数目大于当前已经分配的slot数目, ;;或者正在运行的executors数目不等于所有的executors数 ;;则调用bad-slots方法计算所有可被释放的slot. ;;bad-slots方法的具体定义如fn4所示. bad-slots (if (or (> total-slots-to-use (count alive-assigned)) (not= alive-executors all-executors)) (bad-slots alive-assigned (count all-executors) total-slots-to-use) [])]] ;;调用cluster的freeSlots方法释放前面计算出来的bad-slots (.freeSlots cluster bad-slots) ;;调用EvenScheduler的schedule-topologies-evenly方法将系统中的资源均匀分配给Topology (EvenScheduler/schedule-topologies-evenly (Topologies. {topology-id topology}) cluster))))
fn1:
/** * 获取所有需要调度的topology,并以集合的形式返回 */ public List<TopologyDetails> needsSchedulingTopologies(Topologies topologies) { List<TopologyDetails> ret = new ArrayList<TopologyDetails>(); for (TopologyDetails topology : topologies.getTopologies()) { if (needsScheduling(topology)) { ret.add(topology); } } return ret; }
fn2:
//根据supervisor信息获取所有可用的slot资源,并封装在WorkerSlot中,以集合的形式返回 public List<WorkerSlot> getAvailableSlots(SupervisorDetails supervisor) { Set<Integer> ports = this.getAvailablePorts(supervisor); List<WorkerSlot> slots = new ArrayList<WorkerSlot>(ports.size()); for (Integer port : ports) { slots.add(new WorkerSlot(supervisor.getId(), port)); } return slots; }
fn3:
;;该方法将对传入的slots资源进行过滤,选出其中仍然可以继续使用的slot,组成新的集合 ;;过滤方法:先判断slot的node信息是否存在于集群的黑名单里, ;;如果不在则继续判断slot的port信息是否在于node相对应的Supervisor的所有可用端口列表中 ;;如果在,则表示该slot可以继续使用 (defn slots-can-reassign [^Cluster cluster slots] (->> slots (filter (fn [[node port]] (if-not (.isBlackListed cluster node) (if-let [supervisor (.getSupervisorById cluster node)] (.contains (.getAllPorts supervisor) (int port)) ))))))
fn4:
;;该方法用于计算一个Topology已经分配的资源中哪些是不再需要的 ;;existing-slots:已经分配出去的资源(分配给Topology),它是一个<[node,port],executors>集合 ;;num-executors:Topology的所有Executor(包括已分配和未分配的) ;;num-workers:Topology可使用的全部slot数目 (defn- bad-slots [existing-slots num-executors num-workers] ;;判断num-workers是否为0。如果是,意味着当前没有可供该Topology使用的slot,这时返回一个空集合 (if (= 0 num-workers) '() ;;定义distribution集合和keepers集合,distribution集合通过调用integer-divided方法生成 ;;实际所做的事是将num-executors均匀地分配到num-workers中. ;;keepers集合为一个空集合 (let [distribution (atom (integer-divided num-executors num-workers)) keepers (atom {})] ;;对于传入的existing=slots中的每一项,计算其对象的executor-count, ;;然后以该executor-count作为键从前面计算的distribution集合中获取值.如果获取的值大于0, ;;则意味着存在至少一个Worker上有executor-count个Executor的分配,并且,这个分配信息便继续维持,不更新。 ;;这时,会将<[node,port],executors>信息放入keepers中,同时将distribution中该executor-count的对应值减一. (doseq [[node+port executor-list] existing-slots :let [executor-count (count executor-list)]] (when (pos? (get @distribution executor-count 0)) (swap! keepers assoc node+port executor-list) (swap! distribution update-in [executor-count] dec) )) ;;从existing-slots中移除keepers中记录的需要继续维持的分配情况.如果移除完之后还存在slot信息, ;;表明这些slot可以被释放掉,将其转换为WorkerSlot对象集合并返回. (->> @keepers keys (apply dissoc existing-slots) keys (map (fn [[node port]] (WorkerSlot. node port)))))))
注:学习李明等老师Storm源码分析和陈敏敏等老师Storm技术内幕与大数据实践的笔记整理。
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