Flink、spark streaming、storm对比的异同

本文探讨了Flink、SparkStreaming、Storm三种流处理技术的异同,重点分析了Flink在事件驱动型应用和Exactly-once数据处理保证方面的优势。Flink在低延迟和数据顺序处理上超越SparkStreaming,其事件驱动应用设计使数据和计算紧密结合,减少远程访问延迟,提高系统整体性能。

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1、flink 、spark streaming 、storm 的异同:
flink 架构和容错方面 和spark Straming storm 异同。
在这里插入图片描述

flink 和storm 、sparkstreaming 在处理模型延迟和数据保证时异同:
在这里插入图片描述

现有的开源计算方案,会把流处理和批处理作为两种不同的应用类型:流处理一般需要支持低延迟、Exactly-once保证,而批处理需要支持高吞吐、高效处理。
而flink 在低延迟和数据顺序方面(利用水印)等都相对spark streaming 更具优势

2、flink 的事件驱动型应用
事件型应用是一类具有状态的应用,它从一个或多个事件流提取数据,并根据到来的事件去触发计算、状态更新或其它外部动作。
事件驱动型应用实在计算存储分离的传统应用基础上进化而来,在传统的架构中,应用需要读写远程事务型数据库。
相反,事件驱动型应用是基于状态化流处理来完成,在该设计中,数据和计算不会分离,应用只要访问本地(内存或磁盘)即可获取数据。系统容错性的实现依赖于定期向远程持久化存储写入checkpoint.下图是传统应用和事件驱动应用架构区别。
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3、flink Exactly-once保证研究

参考:http://www.whitewood.me/2018/10/16/Flink-Exactly-Once-%E6%8A%95%E9%80%92%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E6%B5%85%E6%9E%90/

<think>好的,用户之前问了关于批流分离架构的结果修正方法,现在又让介绍Lambda和Kappa架构。我需要先回顾之前的对话,确保这次回答和之前的内容衔接上。 用户可能对大数据处理架构感兴趣,或者他们在设计系统时需要选择合适的架构。他们可能是在做项目或者学习相关技术,需要比较这两种架构的优缺点和应用场景。 用户之前已经了解过批流分离的结果修正方法,现在转向Lambda和Kappa,可能想深入理解这两种经典架构的区别,以便做出技术选型。我需要详细解释两者的核心思想、组成、优缺点,以及适用场景,可能还要比较它们的异同点。 需要确保内容准确,例如Lambda架构的三层结构:批处理层、速度层和服务层。Kappa架构的流处理统一和重放机制。还要提到它们的优缺点,比如Lambda的维护成本高,Kappa对消息队列的依赖。 可能用户还会关心实际应用中的选择因素,比如数据一致性要求、实时性需求、系统复杂度等。因此,在最后做一个对比总结会很有帮助,帮助用户更好地决策。 另外,要注意避免使用过于专业的术语,或者如果使用的话,需要适当解释,确保用户理解。比如解释“全量计算”和“增量计算”的区别,或者“数据重放”的具体过程。 最后,确认回答结构清晰,分点明确,让用户容易阅读和理解。可能需要使用示例或比喻来增强解释的效果,比如用Lambda架构像双保险,Kappa架构更简化但依赖重放。</think>Lambda 架构和 Kappa 架构是两种经典的大数据处理架构设计,主要解决**批处理**(历史数据)与**流处理**(实时数据)的协同问题,但采用了不同的设计哲学。以下是两者的核心思想、优缺点及适用场景的对比分析: --- ### **一、Lambda 架构** #### **核心思想** **“批流分离,双路并行”** 通过**两套独立系统**分别处理批数据和流数据,最终合并结果以实现**高准确性**和**低延迟**的平衡。 #### **组成** 1. **批处理层(Batch Layer)** - 使用**批处理引擎**(如 HadoopSpark)处理全量历史数据,生成**精确结果**(如每天的全量统计)。 - 结果存储于**不可变的存储系统**(如 HDFS、Hive)。 2. **速度层(Speed Layer)** - 使用**流处理引擎**(如 FlinkStorm)处理实时数据,生成**增量近似结果**(如分钟级聚合)。 - 结果存储于**低延迟存储**(如 Redis、Kafka)。 3. **服务层(Serving Layer)** - 合并批处理层和速度层的结果,对外提供查询服务(如 Presto、Druid)。 - 查询时优先返回实时结果,后续用批处理结果覆盖(最终一致性)。 #### **典型流程** ```text 数据源 → 同时写入批处理层和速度层 批处理层:每日全量计算 → 生成精确结果 速度层:实时处理增量 → 生成近似结果 服务层:合并结果 → 对外查询 ``` #### **优点** - **准确性高**:批处理层全量计算保证结果正确。 - **实时性较好**:速度层提供低延迟的近似结果。 #### **缺点** - **复杂度高**:需维护两套独立代码(批处理 + 流处理),逻辑对齐困难。 - **资源消耗大**:存储和计算冗余(同一数据被两套系统处理)。 - **合并逻辑复杂**:需解决批流结果冲突(如重复计算、时间窗口对齐)。 #### **适用场景** - **强一致性要求**的场景(如金融交易统计、合规报表)。 - 历史数据与实时数据需同时参与计算的场景(如用户行为分析)。 --- ### **二、Kappa 架构** #### **核心思想** **“流处理统一,历史数据重放”** 仅依赖**流处理系统**,通过**数据重放**(Replay)机制同时处理实时数据和历史数据,规避批流分离的复杂性。 #### **组成** 1. **流处理层** - 使用**统一流处理引擎**(如 Flink、Kafka Streams)处理所有数据。 - 实时数据直接消费,历史数据通过**重放消息队列**(如 Kafka)重新计算。 2. **消息队列** - 长期存储原始数据(需支持数据持久化与重放,如 Kafka 保留策略)。 3. **存储层** - 存储计算结果(如 OLAP 数据库、时序数据库)。 #### **典型流程** ```text 数据源 → 写入消息队列(如 Kafka) 流处理层:实时消费数据 → 生成结果 当逻辑变更或数据错误时: 1. 重置消息队列的消费位点(从头开始) 2. 重新处理全量数据 → 覆盖旧结果 ``` #### **优点** - **架构简单**:仅维护一套流处理代码,降低开发成本。 - **灵活性高**:通过数据重放支持逻辑变更或数据修复。 - **实时性更强**:统一流处理天然支持低延迟。 #### **缺点** - **存储成本高**:消息队列需长期保留全量数据(如 Kafka 多副本存储)。 - **重放资源消耗大**:全量数据重放可能占用大量计算资源。 - **依赖消息队列可靠性**:数据丢失或乱序可能导致结果错误。 #### **适用场景** - **逻辑频繁变更**的实时计算(如 A/B 测试指标迭代)。 - **实时性优先**且允许短期结果波动的场景(如实时推荐、监控告警)。 --- ### **三、Lambda 与 Kappa 的对比** | **维度** | **Lambda 架构** | **Kappa 架构** | |------------------|-------------------------------------|-------------------------------------| | **核心设计** | 批流分离,两套系统独立运行 | 仅依赖流处理,通过数据重放统一处理 | | **代码维护** | 需维护两套逻辑(批处理 + 流处理) | 仅维护一套流处理逻辑 | | **资源消耗** | 高(冗余计算 + 存储) | 中(依赖消息队列长期存储) | | **实时性** | 中等(依赖服务层合并结果) | 高(纯流处理) | | **准确性** | 高(批处理层保证正确性) | 依赖流处理的逻辑正确性 | | **适用场景** | 强一致性、复杂历史计算 | 实时性优先、逻辑灵活变更 | --- ### **四、如何选择?** 1. **选 Lambda**: - 需同时保证高准确性和低延迟(如金融场景)。 - 历史数据计算复杂(如跨多天 JOIN)。 2. **选 Kappa**: - 实时性要求极高,允许短暂数据不一致。 - 业务逻辑频繁变更(如互联网实时指标)。 --- ### **五、演进趋势** 随着**流批一体引擎**(如 FlinkSpark Structured Streaming)的成熟,Lambda 和 Kappa 的界限逐渐模糊: - **流批一体**:同一套 API 同时处理批流数据,自动切换执行模式。 - **存储优化**:湖仓一体(Lakehouse)支持事务性写入与高效数据回溯。 这两种架构并非对立,而是不同阶段的解决方案。实际场景中,可根据业务需求混合使用(如 Lambda 为主,局部使用 Kappa 优化实时链路)。
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