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[BigData]关于Hadoop学习笔记第三天(PPT总结)(一)

简介:
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MapReduce原理***
MapReduce执行过程**
数据类型与格式***
Writable接口与序列化机制***
---------------------------加深拓展----------------------
MapReduce的执行过程源码分析
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问题:怎样解决海量数据的计算?

 MapReduce概述

lMapReduce是一种分布式计算模型,由Google提出,主要用于搜索领域,解决海量数据的计算问题.
lMR由两个阶段组成:Map和Reduce,用户只需要实现map()和reduce()两个函数,即可实现分布式计算,非常简单。
l这两个函数的形参是key、value对,表示函数的输入信息。
思考:自己设计一个MapReduce框架

 Mapreduce原理

 

◆执行步骤:

 1. map任务处理

1.1 读取输入文件内容,解析成key、value对。对输入文件的每一行,解析成key、value对。每一个键值对调用一次map函数。

1.2 写自己的逻辑,对输入的key、value处理,转换成新的key、value输出。

 

2.reduce任务处理

 

2.1写reduce函数自己的逻辑,对输入的key、value处理,转换成新的key、value输出。

2.2把reduce的输出保存到文件中。

  map、reduce键值对格式

  WordCountApp的驱动代码

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    Configuration conf = new Configuration();    //加载配置文件
    Job job = new Job(conf);    //创建一个job,供JobTracker使用
    job.setJarByClass(WordCountApp.class);
        
    job.setMapperClass(WordCountMapper.class);
    job.setReducerClass(WordCountReducer.class);

    FileInputFormat.setInputPaths(job, new Path("hdfs://192.168.1.10:9000/input"));
    FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path("hdfs://192.168.1.10:9000/output"));

    job.setOutputKeyClass(Text.class);
    job.setOutputValueClass(IntWritable.class);
        
    job.waitForCompletion(true);
}
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 MR流程

l代码编写
l作业配置
l提交作业
l初始化作业
l分配任务
l执行任务
l更新任务和状态
l完成作业

 

 MR过程各个角色的作用 

ljobClient:提交作业
lJobTracker:初始化作业,分配作业,TaskTracker与其进行通信,协调监控整个作业
lTaskTracker:定期与JobTracker通信,执行Map和Reduce任务
lHDFS:保存作业的数据、配置、jar包、结果

 作业提交 

l提交作业之前,需要对作业进行配置
    •编写自己的MR程序
    •配置作业,包括输入输出路径等等
l提交作业
    •配置完成后,通过JobClient提交
l具体功能
  •与JobTracker通信得到一个jar的存储路径和JobId
  •输入输出路径检查
  •将jobj ar拷贝到的HDFS
  •计算输入分片,将分片信息写入到job.split中
  •写job.xml
  •真正提交作业
作业初始化
l客户端提交作业后,JobTracker会将作业加入到队列,然后进行调度,默认是FIFO方式
l具体功能
  •作业初始化主要是指JobInProgress中完成的
  •读取分片信息
  •创建task包括Map和Reduce任创建task包括Map和Reduce任务
  •创建TaskInProgress执行task,包括map任务和reduce任务

 任务分配

lTaskTracker与JobTracker之间的通信和任务分配是通过心跳机制实现的
lTaskTracker会主动定期向JobTracker发送心态信息,询问是否有任务要做,如果有,就会申请到任务。
任务执行 
l如果TaskTracker拿到任务,会将所有的信息拷贝到本地,包括代码、配置、分片信息等
lTaskTracker中的localizeJob()方法会被调用进行本地化,拷贝job.jar,jobconf,job.xml到本地
lTaskTracker调用launchTaskForJob()方法加载启动任务
lMapTaskRunner和ReduceTaskRunner分别启动java child进程来执行相应的任务
状态更新
lTask会定期向TaskTraker汇报执行情况
lTaskTracker会定期收集所在集群上的所有Task的信息,并向JobTracker汇报
lJobTracker会根据所有TaskTracker汇报上来的信息进行汇总
作业完成
lJobTracker是在接收到最后一个任务完成后,才将任务标记为成功
l将数结果据写入到HDFS中
错误处理
lJobTracker失败
  •存在单点故障,hadoop2.0解决了这个问题
lTraskTracker失败
  •TraskTracker崩溃了会停止向JobTracker发送心跳信息。
  •JobTracker会将TraskTracker从等待的任务池中移除,并将该任务转移到其他的地方执行
  •JobTracker将TaskTracker加入到黑名单中
lTask失败
  •任务失败,会向TraskTracker抛出异常
  •任务挂起

 JobTracker

l负责接收用户提交的作业,负责启动、跟踪任务执行。
lJobSubmissionProtocol是JobClient与JobTracker通信的接口。
lInterTrackerProtocol是TaskTracker与JobTracker通信的接口。

 TaskTracker

l负责执行任务。

 JobClient

l是用户作业与JobTracker交互的主要接口。
l负责提交作业的,负责启动、跟踪任务执行、访问任务状态和日志等。

 

 序列化概念

l序列化(Serialization)是指把结构化对象转化为字节流。
l反序列化(Deserialization)是序列化的逆过程。即把字节流转回结构化对象。
lJava序列化(java.io.Serializable)

 Hadoop序列化的特点

l序列化格式特点:

1.紧凑:高效使用存储空间。
2.快速:读写数据的额外开销小
3.可扩展:可透明地读取老格式的数据
4.互操作:支持多语言的交互

Hadoop的序列化格式:Writable

Java序列化的不足:

1.不精简。附加信息多。不大适合随机访问。

2.存储空间大。递归地输出类的超类描述直到不再有超类。序列化图对象,反序列化时为每个对象新建一个实例。相反。Writable对象可以重用。

3.扩展性差。而Writable方便用户自定义

Hadoop序列化的作用

l序列化在分布式环境的两大作用:进程间通信,永久存储。

lHadoop节点间通信。

 Writable接口

lWritable接口, 是根据 DataInput 和 DataOutput 实现的简单、有效的序列化对象.
lMR的任意Key和Value必须实现Writable接口.

 

 •MR的任意key必须实现WritableComparable接口

 

 常用的Writable实现类

Text一般认为它等价于java.lang.String的Writable。针对UTF-8序列。

例:

Text test = new Text("test");

IntWritable one = new IntWritable(1);

 

 自定义Writable类

Writable

①write 是把每个对象序列化到输出流
②readFields是把输入流字节反序列化

 

 

①实现WritableComparable.
②Java值对象的比较:一般需要重写toString(),hashCode(),equals()方法
自定义WritableKpi
1.电信例子
2.把上面例子里的Mapper的value改写为自定义Writable类型。修改原MapReduce程序,并成功执行。结果跟原来一致。

 MapReduce输入的处理类

lFileInputFormat: 
        FileInputFormat是所有以文件作为数据源的InputFormat实现的基类,FileInputFormat保存作为job输入的所有文件,并实现了对输入文件计算splits的方法。至于获得记录的方法是有不同的子类——TextInputFormat进行实现的。 

 InputFormat

 

InputFormat 负责处理MR的输入部分.

有三个作用:
v验证作业的输入是否规范.
v把输入文件切分成InputSplit.
v提供RecordReader 的实现类,把InputSplit读到Mapper中进行处理.

 InputSplit

◆   在执行mapreduce之前,原始数据被分割成若干split,每个split作为一个map任务的输入,在map执行过程中split会被分解成一个个记录(key-value对),map会依次处理每一个记录。

◆   FileInputFormat只划分比HDFS block大的文件,所以FileInputFormat划分的结果是这个文件或者是这个文件中的一部分.               

◆   如果一个文件的大小比block小,将不会被划分,这也是Hadoop处理大文件的效率要比处理很多小文件的效率高的原因。

◆    当Hadoop处理很多小文件(文件大小小于hdfs block大小)的时候,由于FileInputFormat不会对小文件进行划分,所以每一个小文件都会被当做一个split并分配一个map任务,导致效率底下。

  例如:一个1G的文件,会被划分成16个64MB的split,并分配16个map任务处理,而10000个100kb的文件会被10000个map任务处理。   

 TextInputFormat

◆  TextInputformat是默认的处理类,处理普通文本文件。

◆  文件中每一行作为一个记录,他将每一行在文件中的起始偏移量作为key,每一行的内容作为value。

◆  默认以\n或回车键作为一行记录。

◆  TextInputFormat继承了FileInputFormat。

 InputFormat类的层次结构

 

 其他输入类

◆    CombineFileInputFormat

       相对于大量的小文件来说,hadoop更合适处理少量的大文件。

        CombineFileInputFormat可以缓解这个问题,它是针对小文件而设计的。

◆    KeyValueTextInputFormat

        当输入数据的每一行是两列,并用tab分离的形式的时候,KeyValueTextInputformat处理这种格式的文件非常适合。

 ◆    NLineInputformat 

        NLineInputformat可以控制在每个split中数据的行数。

◆    SequenceFileInputformat 

        当输入文件格式是sequencefile的时候,要使用SequenceFileInputformat作为输入。

 自定义输入格式

1)继承FileInputFormat基类。

2)重写里面的getSplits(JobContext context)方法。

3)重写createRecordReader(InputSplit split, TaskAttemptContext context)方法。

 (讲解源代码)

 Hadoop的输出

◆    TextOutputformat

       默认的输出格式,key和value中间值用tab隔开的。

◆    SequenceFileOutputformat

       将key和value以sequencefile格式输出。

◆    SequenceFileAsOutputFormat

       将key和value以原始二进制的格式输出。

◆    MapFileOutputFormat

       将key和value写入MapFile中。由于MapFile中的key是有序的,所以写入的时候必须保证记录是按key值顺序写入的。

◆    MultipleOutputFormat

        默认情况下一个reducer会产生一个输出,但是有些时候我们想一个reducer产生多个输出,MultipleOutputFormat和MultipleOutputs可以实现这个功能。

 思考题

1.MapReduce框架的结构是什么
2.Map在整个MR框架中作用是什么
3.Reduce在整个MR框架中作用是什么

本文转自SummerChill博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/DreamDrive/p/4572339.html,如需转载请自行联系原作者

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