MapReduce 是适合海量数据处理的编程模型。Hadoop是能够运行在使用各种语言编写的MapReduce程序: Java, Ruby, Python, and C++. MapReduce程序是平行性的,因此可使用多台机器集群执行大规模的数据分析非常有用的。
MapReduce程序的工作分两个阶段进行:
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Map阶段
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Reduce 阶段
输入到每一个阶段均是键 - 值对。此外,每一个程序员需要指定两个函数:map函数和reduce函数
整个过程要经历三个阶段执行,即
MapReduce如何工作
让我们用一个例子来理解这一点 –
假设有以下的输入数据到 MapReduce 程序,统计以下数据中的单词数量:
Welcome to Hadoop Class
Hadoop is good
Hadoop is bad
MapReduce 任务的最终输出是:
bad |
1 |
Class |
1 |
good |
1 |
Hadoop |
3 |
is |
2 |
to |
1 |
Welcome |
1 |
这些数据经过以下几个阶段
输入拆分:
输入到MapReduce工作被划分成固定大小的块叫做 input splits ,输入折分是由单个映射消费输入块。
映射 - Mapping
这是在 map-reduce 程序执行的第一个阶段。在这个阶段中的每个分割的数据被传递给映射函数来产生输出值。在我们的例子中,映射阶段的任务是计算输入分割出现每个单词的数量(更多详细信息有关输入分割在下面给出)并编制以某一形式列表<单词,出现频率>
重排
这个阶段消耗映射阶段的输出。它的任务是合并映射阶段输出的相关记录。在我们的例子,同样的词汇以及它们各自出现频率。
Reducing
在这一阶段,从重排阶段输出值汇总。这个阶段结合来自重排阶段值,并返回一个输出值。总之,这一阶段汇总了完整的数据集。
在我们的例子中,这个阶段汇总来自重排阶段的值,计算每个单词出现次数的总和。
详细的整个过程
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映射的任务是为每个分割创建在分割每条记录执行映射的函数。
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有多个分割是好处的, 因为处理一个分割使用的时间相比整个输入的处理的时间要少, 当分割比较小时,处理负载平衡是比较好的,因为我们正在并行地处理分割。
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然而,也不希望分割的规模太小。当分割太小,管理分割和映射创建任务的超负荷开始逐步控制总的作业执行时间。
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对于大多数作业,最好是分割成大小等于一个HDFS块的大小(这是64 MB,默认情况下)。
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map任务执行结果到输出写入到本地磁盘的各个节点上,而不是HDFS。
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之所以选择本地磁盘而不是HDFS是因为,避免复制其中发生 HDFS 存储操作。
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映射输出是由减少任务处理以产生最终的输出中间输出。
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一旦任务完成,映射输出可以扔掉了。所以,复制并将其存储在HDFS变得大材小用。
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在节点故障的映射输出之前,由 reduce 任务消耗,Hadoop 重新运行另一个节点在映射上的任务,并重新创建的映射输出。
- 减少任务不会在数据局部性的概念上工作。每个map任务的输出被供给到 reduce 任务。映射输出被传输至计算机,其中 reduce 任务正在运行。
- 在此机器输出合并,然后传递到用户定义的 reduce 函数。
- 不像到映射输出,reduce输出存储在HDFS(第一个副本被存储在本地节点上,其他副本被存储于偏离机架的节点)。因此,写入 reduce 输出
MapReduce如何组织工作?
Hadoop 划分工作为任务。有两种类型的任务:
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Map 任务 (分割及映射)
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Reduce 任务 (重排,还原)
如上所述
完整的执行流程(执行 Map 和 Reduce 任务)是由两种类型的实体的控制,称为
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Jobtracker : 就像一个主(负责提交的作业完全执行)
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多任务跟踪器 : 充当角色就像从机,它们每个执行工作
对于每一项工作提交执行在系统中,有一个 JobTracker 驻留在 Namenode 和 Datanode 驻留多个 TaskTracker。
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作业被分成多个任务,然后运行到集群中的多个数据节点。
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JobTracker的责任是协调活动调度任务来在不同的数据节点上运行。
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单个任务的执行,然后由 TaskTracker 处理,它位于执行工作的一部分,在每个数据节点上。
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TaskTracker 的责任是发送进度报告到JobTracker。
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此外,TaskTracker 周期性地发送“心跳”信号信息给 JobTracker 以便通知系统它的当前状态。
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这样 JobTracker 就可以跟踪每项工作的总体进度。在任务失败的情况下,JobTracker 可以在不同的 TaskTracker 重新调度它。