Flink、Storm与Spark Stream的区别

Apache Storm

  • 在Storm中,需要先设计一个实时计算结构,我们称之为拓扑(topology)。之后,这个拓扑结构会被提交给集群,其中主节点(master node)负责给工作节点(worker node)分配代码,工作节点负责执行代码。在一个拓扑结构中,包含spout和bolt两种角色。数据在spouts之间传递,这些spouts将数据流以tuple元组的形式发送;而bolt则负责转换数据流。
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Apache Spark

  • Spark Streaming,即核心Spark API的扩展,不像Storm那样一次处理一个数据流。相反,它在处理数据流之前,会按照时间间隔对数据流进行分段切分。Spark针对连续数据流的抽象,我们称为DStream(Discretized Stream)。 DStream是小批处理的RDD(弹性分布式数据集), RDD则是分布式数据集,可以通过任意函数和滑动数据窗口(窗口计算)进行转换,实现并行操作。
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Apache Flink

  • 针对流数据+批数据的计算框架。把批数据看作流数据的一种特例,延迟性较低(毫秒级),且能够保证消息传输不丢失不重复。
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  • Flink创造性地统一了流处理和批处理,作为流处理看待时输入数据流是无界的,而批处理被作为一种特殊的流处理,只是它的输入数据流被定义为有界的。Flink程序由Stream和Transformation这两个基本构建块组成,其中Stream是一个中间结果数据,而Transformation是一个操作,它对一个或多个输入Stream进行计算处理,输出一个或多个结果Stream

这三种计算框架的对比如下

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扩展

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  • 我们怎样选择一款低延迟、exactly once、流和批统一的,能够支撑足够大体量的复杂计算的引擎。
  • Spark streaming 的本质还是一款基于 microbatch 计算的引擎。这种引擎一个天生的缺点就是每个 microbatch 的调度开销比较大,当我们要求越低的延迟时,额外的开销就越大。这就导致了 Spark streaming 实际上不是特别适合于做秒级甚至亚秒级的计算。
  • Storm 是一个没有批处理能力的数据流处理器,除此之外 Storm 只提供了非常底层的 API,用户需要自己实现很多复杂的逻辑。另外,Storm 在当时不支持 exactly once。
  • 最后, Flink所满足的需求:
    • 1)不同于 Spark,Flink 是一个真正意义上的流计算引擎,和 Storm 类似,Flink 是通过流水线数据传输实现低延迟的流处理;
    • 2)Flink 使用了经典的 Chandy-Lamport 算法,能够在满足低延迟和低 failover 开销的基础之上,完美地解决 exactly once 的目标;
    • 3)如果要用一套引擎来统一流处理和批处理,那就必须以流处理引擎为基础。Flink 还提供了 SQL/tableAPI 这两个 API,为批和流在 query 层的统一又铺平了道路。因此 Flink 是最合适的批和流统一的引擎;
    • 4)最后,Flink 在设计之初就非常在意性能相关的任务状态state流控等关键技术的设计,这些都使得用 Flink 执行复杂的大规模任务时性能更胜一筹。

项目应用

  • 对于spark而言他的优势就是机器学习,如果我们的场景中对实时要求不高可以考虑spark,但是如果是要求很高就考虑使用flink,比如对用户异常消费进行监控,如果这个场景使用spark的话那么等到系统发现开始预警的时候(0.5s),罪犯已经完成了交易,可想而知在某些场景下flink的实时有多重要。
### 技术特点性能对比 FlinkSparkStorm 是目前主流的分布式流处理框架,它们各自具备独特的技术特点和性能表现。以下是它们的技术特点、性能对比及适用场景的详细分析。 #### 1. **技术特点** - **Flink** Flink 是一个原生的流处理框架,支持真正的流式计算[^4]。它的架构介于 SparkStorm 之间,主从结构 Spark Streaming 相似,但其数据流图设计更接近 StormFlink 的核心特点是低延迟(亚秒级)和高吞吐量,同时提供 exactly-once 的数据处理保证。此外,Flink 支持增量迭代,并且在迭代式数据处理上比 Spark 更高效[^1]。 - **Spark Streaming** Spark Streaming 使用微批处理(Micro-batch)模式来模拟流处理[^3]。它将流式计算分解为多个小批量任务,并通过 Spark 的 DAG 调度机制进行执行。尽管 Spark Streaming 提供了 exactly-once 的语义和强大的批处理能力,但由于其最小批次时间通常在 0.5 到 2 秒之间,因此无法满足对实时性要求极高的场景[^3]。 - **Storm** Storm 是一个原生的流处理框架,支持单条事件的低延迟处理(亚秒级)。其架构依赖主从模式,并且需要 Zookeeper 来协调集群状态。Storm 提供了简单的 API 和灵活的拓扑定义方式,适合需要快速响应的应用场景。然而,Storm 的高级功能较少,不支持 SQL 查询或统一的批流处理框架。 #### 2. **性能对比** - **吞吐量** 根据基准测试报告,FlinkSpark Streaming 在吞吐量方面表现相当,均能达到高吞吐量水平[^2]。而 Storm 的吞吐量相对较低,主要因为其设计目标是优先保证低延迟而非最大化吞吐量[^2]。 - **延迟** FlinkStorm 均支持亚秒级延迟,适合对实时性要求较高的场景。相比之下,Spark Streaming 的延迟较高,通常只能达到秒级延迟[^3]。 - **资源利用率** Flink 的资源利用率较高,因为它避免了微批处理带来的额外开销[^2]。Spark Streaming 的资源利用率则受到微批处理模式的影响,可能会导致一定的资源浪费[^2]。Storm 的资源利用率中等,但在大规模部署时可能面临更高的管理复杂度[^2]。 - **容错恢复** FlinkSpark Streaming 均基于 Checkpoint 机制实现容错,能够保证 exactly-once 的语义[^4]。Storm 的容错机制依赖记录确认(Records ACK),虽然简单但不够强大。 #### 3. **适用场景** - **Flink** Flink 适用于需要低延迟、高吞吐量以及复杂迭代计算的场景。例如,在金融领域的高频交易、广告点击预测、实时推荐系统等场景中,Flink 的高性能和灵活性使其成为首选方案。 - **Spark Streaming** Spark Streaming 更适合对实时性要求不高的准实时计算场景[^3]。如果用户需要结合机器学习、图分析或其他 Spark 生态组件的功能,则 Spark Streaming 是一个理想的选择。 - **Storm** Storm 适用于对低延迟要求极高且逻辑较为简单的流处理任务。例如,在日志收集、监控报警、实时统计等场景中,Storm 的简单性和快速响应能力可以很好地满足需求[^4]。 ```python # 示例代码:Flink 流处理示例 from pyflink.datastream import StreamExecutionEnvironment env = StreamExecutionEnvironment.get_execution_environment() data_stream = env.add_source(...) # 添加数据源 result = data_stream.map(lambda x: x * 2) # 数据处理 result.print() # 输出结果 env.execute("Flink Streaming Job") ``` ####
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