解析HetuEngine实现On Yarn原理
摘要：本文介绍HetuEngine实现On Yarn的原理，通过阅读本文，读者可以了解HetuEngine如何在资源使用方面融入Hadoop生态体系。
本文分享自华为云社区《MRS HetuEngine 特性之 On Yarn原理介绍》，作者：一颗柠檬。
HetuEngine是华为自研高性能分布式SQL查询&数据虚拟化引擎。与大数据生态无缝融合，实现海量数据秒级查询；支持多源异构协同，使能数据湖内一站式SQL融合分析。在整合开源能力的同时，MRS HetuEngine相较于开源社区也做了大量的优化，其中一个重要的特性就是On Yarn。
什么是On Yarn？
顾名思义，就是将进程运行在Yarn上，由Yarn进行资源的管理和调度。
不论是TrinoDB/PrestoDB还是openLooKeng，部署方式都是将coordinator和worker进程直接运行在主机上，与主机上的其他应用程序共享资源，无法做到资源隔离，并且难以扩展。
MRS HetuEngine借助Yarn Service提供的能力，将coordinator和worker进程以Yarn application的形式运行在Yarn container中，通过MRS集群的租户划分，可以将HetuEngine计算实例启动在特定租户队列里，从而实现资源隔离。
HetuEngine架构
下图是HetuEngine的拓扑图。HetuEngine向下可以对接各类数据源(比如Hive，GaussDB，HBASE，Elasticsearch等)，对外向用户提供CLI/JDBC接口。在同一套MRS集群中，HetuEngine可以在不同租户队列中启动多个HetuEngine计算实例，支持一个租户队列上启动一个计算实例。由HetuEngine的HSBroker实例与Yarn Service交互，将租户队列与计算实例绑定，由HSConsole提供运维管理页面，对HetuEngine的多个计算实例进行运维管理操作，包括启动、停止、删除计算实例，对计算实例进行资源配置，扩缩容等。
HetuEngine On Yarn原理
如前所述，On Yarn就是把进程运行在了Yarn 的container中。HetuEngine 是如何实现将coordinator 和worker运行中Yarn中呢？
Yarn Service提供了一系列API以及一个通用的AM，让用户可以调用API即可将任务提交到Yarn上，由Yarn实现任务的容器化，对容器进行资源和生命周期管理。详细请参考开源社区的介绍。https://hadoop.apache.org/docs/r3.1.0/hadoop-yarn/hadoop-yarn-site/yarn-service/Overview.html
HetuEngine的 On Yarn实现正是借助了Yarn Service所提供的能力。在HetuEngine的HSBroker中，调用Yarn Service的API，拉起application，在container中运行HetuEngine自己的进程，也就是coordinator和worker。其中有以下几个关键点：
Yarn Service API
创建一个Yarn Service服务的接口是/app/v1/services，参数json结构如下。
POST /app/v1/services
{
"name": "hello-world",
"version": "1.0.0",
"description": "hello world example",
"components" :
[
{
"name": "hello",
"number_of_containers": 1,
"artifact": {
"id": "nginx:latest",
"type": "DOCKER"
},
"launch_command": "./start_nginx.sh",
"resource": {
"cpus": 1,
"memory": "256",
"additional" : {
"yarn.io/gpu" : {
"value" : 4,
"unit" : ""
}
}
}
}
]- name：服务名称，显示在Yarn的resource manager WEB界面servicename；
- version：版本号
- description：服务的描述
- components:一个service中可以包含多个component，以运行不同的任务；
- components.name：component名称
- number_of_containers：此component中container的数量；
- artifact：进程依赖的资源文件，包含id和type信息，type支持docker和tarball
- launch_command:进程启动命令
- resource：此component所需的资源。
HetuEngine的HSBroker根据用户输入构造此json，然后调用Yarn Service API，实现On Yarn。此外Yarn Service还提供stop/delete等API，也由HSBroker调用，实现对HetuEngine计算实例的停止/删除等运维操作。
依赖文件
Yarn Service支持资源文件在HDFS上的形式启动进程，其提供的API可以接收tar包以及docker等形式的资源文件，由Yarn Service自行将HDFS上的文件进行资源本地化。因此，HetuEngine只需将依赖的jar包和资源文件提前部署在HDFS上的指定位置，在调用Yarn Service的API时指定资源文件即可。
租户绑定
HetuEngine支持将计算实例与Yarn的租户队列绑定，每个队列上都可以运行一套coordinator + worker的组合。基于前面Yarn Service能力，只需在构造json时，指定队列信息即可。除了队列，还可以设置container的放置策略(plecement policy)，这里不进行详述，可以参考yarn的文档。
资源管理
HetuEngine支持用户自定义coordinator和worker的个数以及CPU内存大小。如下图，在HetuEngine的HSConsole页面，用户可以设置计算实例的CPU，内存，节点个数。内部实现是由HSBroker接收用户输入，将container运行所需的资源大小设置在json的resource段中。
当前HetuEngine支持横向扩展worker的个数，实现资源的弹性伸缩。即使在计算实例处于运行中时，也可以手动调整worker的个数，无需重启计算实例。这得益于Yarn Service的API中提供的flex接口，可以实现向一个运行中的application增加或者减少container的数量。
客户端使用
HetuEngine的计算实例创建完成后，用户可以通过hetu-cli或者JDBC程序进行访问，需要用户绑定对应的租户队列权限，才能向指定的队列提交任务。
Hetu CLI示例：
hetu-cli --catalog hive --tenant tenantName --schema schemaName租户名：（可选）租户名。指定HetuEngine启动的租户资源队列，不指定为租户的默认队列。使用此参数时，kinit的用户需要具有该租户对应角色的权限。
Hetu JDBC示例：
Properties properties = new Properties();
...…
properties.setProperty("tenant", "default");
properties.setProperty("deploymentMode", "on_yarn");
……
connection = DriverManager.getConnection(url, properties);
……本文主要介绍了HetuEngine On Yarn的原理，其实现主要是借助了Yarn Service提供的能力，感兴趣的读者可以深入阅读开源社区相关的介绍。
