MAPREDUCE原理篇(1)

作者: 张鱼猫 | 来源:发表于2016-04-28 21:37 被阅读2475次

    MAPREDUCE概念

    Mapreduce是一个分布式运算程序的编程框架,是用户开发“基于hadoop的数据分析应用”的核心框架;
    Mapreduce核心功能是将用户编写的业务逻辑代码和自带默认组件整合成一个完整的分布式运算程序,并发运行在一个hadoop集群上

    为什么要MAPREDUCE

    1. 海量数据在单机上处理因为硬件资源限制,无法胜任
    2. 而一旦将单机版程序扩展到集群来分布式运行,将极大增加程序的复杂度和开发难度
    3. 引入mapreduce框架后,开发人员可以将绝大部分工作集中在业务逻辑的开发上,而将分布式计算中的复杂性交由框架来处理

    设想一个海量数据场景下的wordcount需求:

    单机版:内存受限,磁盘受限,运算能力受限
    分布式:
    文件分布式存储(HDFS)
    运算逻辑需要至少分成2个阶段(一个阶段独立并发,一个阶段汇聚)
    运算程序如何分发
    程序如何分配运算任务(切片)
    两阶段的程序如何启动?如何协调?
    整个程序运行过程中的监控?容错?重试?

    可见在程序由单机版扩成分布式时,会引入大量的复杂工作。为了提高开发效率,可以将分布式程序中的公共功能封装成框架,让开发人员可以将精力集中于业务逻辑。

    而mapreduce就是这样一个分布式程序的通用运算框架

    MAPREDUCE框架结构及核心运行机制

    结构

    一个完整的mapreduce程序在分布式运行时有三类实例进程:

    1. MRAppMaster:负责整个程序的过程调度及状态协调
    2. mapTask:负责map阶段的整个数据处理流程
    3. ReduceTask:负责reduce阶段的整个数据处理流程

    MR程序运行流程

    FileInputFormat切片机制

    1、切片定义在InputFormat类中的getSplit()方法

    2、FileInputFormat中默认的切片机制:

    a) 简单地按照文件的内容长度进行切片
    b) 切片大小,默认等于block大小
    c) 切片时不考虑数据集整体,而是逐个针对每一个文件单独切片
    比如待处理数据有两个文件
    file1.txt 320M
    file2.txt 10M
    经过FileInputFormat的切片机制运算后,形成的切片信息如下:
    file1.txt.split1-- 0~128
    file1.txt.split2-- 128~256
    file1.txt.split3-- 256~320
    file2.txt.split1-- 0~10M

    3、FileInputFormat中切片的大小的参数配置

    通过分析源码,在FileInputFormat中,计算切片大小的逻辑:Math.max(minSize, Math.min(maxSize, blockSize)); 切片主要由这几个值来运算决定

    minsize:默认值:1
    配置参数: mapreduce.input.fileinputformat.split.minsize
    maxsize:默认值:Long.MAXValue
    配置参数:mapreduce.input.fileinputformat.split.maxsize blocksize

    因此,默认情况下,切片大小=blocksize
    maxsize(切片最大值):
    参数如果调得比blocksize小,则会让切片变小,而且就等于配置的这个参数的值
    minsize (切片最小值):
    参数调的比blockSize大,则可以让切片变得比blocksize还大

    选择并发数的影响因素:
    运算节点的硬件配置
    运算任务的类型:CPU密集型还是IO密集型
    运算任务的数据量

    map并行度的经验之谈

    如果硬件配置为212core + 64G,恰当的map并行度是大约每个节点20-100个map,最好每个map的执行时间至少一分钟。
    如果job的每个map或者 reduce task的运行时间都只有30-40秒钟,那么就减少该job的map或者reduce数,每一个task(map|reduce)的setup和加入到调度器中进行调度,这个中间的过程可能都要花费几秒钟,所以如果每个task都非常快就跑完了,就会在task的开始和结束的时候浪费太多的时间。
    配置task的
    JVM重用*可以改善该问题:
    (mapred.job.reuse.jvm.num.tasks,默认是1,表示一个JVM上最多可以顺序执行的task
    数目(属于同一个Job)是1。也就是说一个task启一个JVM)

    如果input的文件非常的大,比如1TB,可以考虑将hdfs上的每个block size设大,比如设成256MB或者512MB

    ReduceTask并行度的决定

    reducetask的并行度同样影响整个job的执行并发度和执行效率,但与maptask的并发数由切片数决定不同,Reducetask数量的决定是可以直接手动设置:

    默认值是1,手动设置为4 job.setNumReduceTasks(4);

    如果数据分布不均匀,就有可能在reduce阶段产生数据倾斜
    注意: reducetask数量并不是任意设置,还要考虑业务逻辑需求,有些情况下,需要计算全局汇总结果,就只能有1个reducetask

    尽量不要运行太多的reduce task。对大多数job来说,最好rduce的个数最多和集群中的reduce持平,或者比集群的 reduce slots小。这个对于小集群而言,尤其重要。

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