Hadoop Streaming框架使用

Streaming简介 

Streaming框架允许任何程序语言实现的程序在Hadoop MapReduce中使用，方便已有程序向Hadoop平台移植。因此可以说对于hadoop的扩展性意义重大，今天简单说一下。

Streaming的原理是用Java实现一个包装用户程序的MapReduce程序，该程序负责调用MapReduce Java接口获取key/value对输入，创建一个新的进程启动包装的用户程序，将数据通过管道传递给包装的用户程序处理，然后调用MapReduce Java接口将用户程序的输出切分成key/value对输出。 

Streaming优点

1 开发效率高，便于移植

只要按照标准输入输出格式进行编程，就可以满足hadoop要求。因此单机程序稍加改动就可以在集群上进行使用。 同样便于测试

只要按照 cat input | mapper | sort | reducer > output 进行单机测试即可。

如果单机测试通过，大多数情况是可以在集群上成功运行的，只要控制好内存就好了。

    2 提高程序效率

有些程序对内存要求较高，如果用java控制内存毕竟不如C/C++。

Streaming不足

    1 Hadoop Streaming默认只能处理文本数据，无法直接对二进制数据进行处理 

    2 Streaming中的mapper和reducer默认只能向标准输出写数据，不能方便地处理多路输出 

具体参数介绍

 下面是对各个参数的详细说明：

l -input <path>：指定作业输入，path可以是文件或者目录，可以使用*通配符，-input选项可以使用多次指定多个文件或目录作为输入。

l -output <path>：指定作业输出目录，path必须不存在，而且执行作业的用户必须有创建该目录的权限，-output只能使用一次。

l -mapper：指定mapper可执行程序或Java类，必须指定且唯一。

l -reducer：指定reducer可执行程序或Java类，必须指定且唯一。

l -file, -cacheFile, -cacheArchive：分别用于向计算节点分发本地文件、HDFS文件和HDFS压缩文件。

l -numReduceTasks：指定reducer的个数，如果设置-numReduceTasks 0或者-reducer NONE则没有reducer程序，mapper的输出直接作为整个作业的输出。

-jobconf | -D NAME=VALUE：指定作业参数，NAME是参数名，VALUE是参数值，可以指定的参数参考hadoop-default.xml。特别建议用-jobconf mapred.job.name='My Job Name'设置作业名，使用-jobconf mapred.job.priority=VERY_HIGH | HIGH | NORMAL | LOW | VERY_LOW设置作业优先级，使用-jobconf mapred.job.map.capacity=M设置同时最多运行M个map任务，使用-jobconf mapred.job.reduce.capacity=N设置同时最多运行N个reduce任务。

常见的作业配置参数如下表所示： 

 l -combiner：指定combiner Java类，对应的Java类文件打包成jar文件后用-file分发。

l -partitioner：指定partitioner Java类，Streaming提供了一些实用的partitioner实现，参考KeyBasedFiledPartitoner和IntHashPartitioner。

l -inputformat, -outputformat：指定inputformat和outputformat Java类，用于读取输入数据和写入输出数据，分别要实现InputFormat和OutputFormat接口。如果不指定，默认使用TextInputFormat和TextOutputFormat。

l -cmdenv NAME=VALUE：给mapper和reducer程序传递额外的环境变量，NAME是变量名，VALUE是变量值。

l -mapdebug, -reducedebug：分别指定mapper和reducer程序失败时运行的debug程序。

l -verbose：指定输出详细信息，例如分发哪些文件，实际作业配置参数值等，可以用于调试。

提交hadoop任务示例： 

  $HADOOP_HOME/bin/hadoop streaming \

-input /user/test/input -output /user/test/output \ 

-mapper “mymapper.sh” -reducer “myreducer.sh” \

-file/home/work/mymapper.sh \

-file /home/work/myreducer.sh \

-jobconf mapred.job.name=”file-demo” 

上面的命令提交了一个hadoop任务，输出和输入分别为 /user/test/output 和/user/test/input。 map程序为 mymapper.sh，reduce程序为myreducer.sh。这里需要注意一定要将这两个文件用-file分发到集群的节点上。最后一行指定了任务的名字。

还有一些较为复杂的使用，比如需要指定任务个数等，可以使用

-jobconf mapred.job.map.capacity=m -jobconf mapred.job.reduce.capacity=n 

上面的命令设置最多同时运行m个map任务，n个reduce任务，如果m或n为0或者没有指定，则对应的capacity没有限制，默认配置就是0没有限制。建议在运行作业时都设置map和reduce capacity，防止作业占用过多资源。 

前两篇文章介绍了Hadoop Streaming框架的使用方法。由于篇幅所限，并没有介绍其中的高级使用方法，但是有一些用法还是相当常见的。今天对一些高级用法进行一个简单的说明，希望能给大家一些启发。

　　1 使用cacheFile分发文件

　　如果文件（如字典文件）存放在HDFS中，希望计算时在每个计算节点上将文件当作本地文件处理，，可以使用-cacheFile hdfs://host:port/path/to/file#linkname选项在计算节点缓存文件，Streaming程序通过./linkname访问文件。

　　例如：

　　 hadoop = `which hadoop`

　　 $hadoop streaming \

　　 -input /user/test/input -output /user/test/output \

-mapper mymapper.sh -reducer myreducer.sh \

　　 -file /home/work/mymapper.sh \　

-file /home/work/myreducer.sh \

-cacheFile hdfs://namenode:port/user/test/dict.data#dictlink \

-jobconf mapred.job.name=”cache-file-demo”

　　mymapper.sh和myreducer.sh可以通过./dictlink直接访问字典文件hdfs://user/test/dict.data，而且是从本地读取文件。

　　2 用cacheArchive分发压缩包

　　有时要分发的文件有一定的目录结构，可以先将整个目录打包，然后整体进行上传。使用-cacheArchive hdfs://host:port/path/to/archivefile#linkname分发压缩包。

例如在本地有一个目录为app，里面有mapper.pl, reducer.pl, dict/dict.txt这些子目录和文件，mapper.pl和reducer.pl要读取./dict/dict.txt文件，希望在任务执行时不需要修改程序和目录结构， 可以按照下面的方式分发app目录：

　　 $ tar app.tar.gz –C app .  #本地打包

　　 $ $HADOOP_HOME/bin/hadoop fs –put app.tar.gz /user/test/app.tar.gz   #包上传到HDFS

$ $HADOOP_HOME/bin/hadoop streaming \

-input /user/test/input -output /user/test/output \

-mapper “perl app/mapper.pl” -reducer “perl app/reducer.pl” \

-cacheArchive hdfs://namenode:port/user/test/ app.tar.gz #app \

-jobconf mapred.job.name=”cache-archive-demo”

首先将本地app目录中的所有文件和目录打包压缩，然后上传到HDFS的/user/test/app.tar.gz，启动streaming任务时使用-cacheArchive选项将app.tar.gz分发到计算节点并解压到app目录，然后在当前工作目录创建到app目录的链接，-mapper选项指定app/mapper.pl为mapper程序，-reducer选项指定app/reducer.pl为reducer程序，它们都可以读取./dict/dict.txt文件。本地打包时要进入目录app而不是在app的上层目录打包，否则要通过app/app/mapper.pl才能访问到mapper.pl文件。

hadoop支持zip, jar, tar.gz格式的压缩包，由于Java解压zip压缩包时会丢失文件权限信息而且遇到中文文件名会出错，所见建议采用tar.gz压缩包。

三种文件分发方式的区别：-file将客户端本地文件打成jar包上传到HDFS然后分发到计算节点，-cacheFile将HDFS文件分发到计算节点，-cacheArchive将HDFS压缩文件分发到计算节点并解压。

3输出数据分割

默认情况下Streaming框架将map输出的每一行第一个”\t”之前的部分作为key，之后的部分作为value，key\tvalue又作为reduce的输入。可以用-D stream.map.output.field.separator改变map输出中key和value的分隔符，用-D stream.num.map.output.key.fields设置分隔符的位置，该位置之前的部分作为key，之后的部分作为value。如下所示，其中-D stream.map. output.field.separator=:指定使用冒号”:”将map输出的一行分隔为key/value，-D stream.num.map.output.key.fields=2指定在第二个冒号处进行分隔，也就是第二个冒号之前的作为key，之后的作为value。如果没有冒号或冒号少于两个，则key为整行，value为空。 

　　 $HADOOP_HOME/bin/hadoop streaming \

       -D stream.map.output.field.separator=: \

       -D stream.num.map.output.key.fields=2 \

-input /user/test/input -output /user/test/output \

-mapper mymapper.sh -reducer myreducer.sh \

-file /home/work/mymapper.sh \

-file /home/work/myreducer.sh \

-jobconf mapred.job.name=”output-sep-demo”

与map类似，对于reduce的输出，同样也可以用-D stream.reduce.output.field.separator和-D stream.num.reduce.output.key.fields定制key/value分隔方式。

4 二次排序

　　KeyFieldBasedPartitioner是Hadoop库中的一个实用Partitioner，配置相应的参数就可以使用，通过KeyFieldBasedPartitioner可以方便地实现二次排序。　

　　 $HADOOP_HOME/bin/hadoop streaming \

       -D stream.map.output.field.separator=. \

       -D stream.num.map.output.key.fields=4 \

       -D map.output.key.field.separator=. \

       -D num.key.fields.for.partition=2 \

　　 -input /user/test/input -output /user/test/output \

　　 -mapper “mymapper.sh” -reducer “ myreducer.sh” \

-partitioner org.apache.hadoop.mapred.lib.KeyFieldBasedPartitioner \

-file /home/work/mymapper.sh \

-file /home/work/myreducer.sh \

-jobconf mapred.job.name=”key-partition-demo”

　　其中-Dstream.map.output.field.separator=.和-D stream.num.map.output.key.fields=4与上面的定制输出数据分隔方式意义相同，指定map的输出行第4个英文句号”.”之前为key，后面为value。-partitioner org.apache.hadoop.mapred.lib.KeyFieldBasedPartitioner指定使用KeyFieldBasedPartitioner，-D map.output.key.field.separator=.指定key的内部用英文句号”.”分隔，-D num.key.fields.for.partition=2指定将key分隔出来的前两个部分而不是整个key用于Partitioner做partition。

　　以上就是我个人认为hadoop streaming中比较常用的技巧，希望对大家有所帮助，同时也多多补充。