[BigData]关于Hadoop学习笔记第三天(PPT总结)(一)
课程安排 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 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 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); } 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