【hadoop】MapReduce分布式计算框架原理

PS：实操部分就省略了哈，准备最近好好看下理论这块，其实我是比较懒得哈！！！

<?>MapReduce的概述

MapReduce是一种计算模型，进行大数据量的离线计算。
MapReduce实现了Map和Reduce两个功能：
其中Map是滴数据集上的独立元素进行指定的操作，生成键——值对形式中间结果。
其中Reduce则对中间结果中相同“键”的所有“值”进行规约（分类和归纳），以得到最终结果。

<?>如何进行并行分布式计算？

并行计算（如SPARK）

是相对于串行计算而言，一般可分为时间并行和空间并行。时间并行可以看做是流水线操作，类似CPU执行的流水线，而空间并行则是目前大多数研究的问题，例如一台机器拥有多个处理器，在多个CPU上执行计算，例如MPI技术，通常可分为数据并行和任务并行。

分布式计算（如HADOOP）

是相对单机计算而言的，利用多台机器，通过网络连接和消息传递协调完成计算。把需要进行大量计算的工程数据分区成小块，由多台计算机分别计算，再上传运算结果后，将结果统一合并得出最终结果。

<?>如何分发待处理数据？

在大规模集群环境下，如何解决大数据的划分、存储、访问管理

<?>如何处理分布式计算中的错误？

* 大数据并行计算系统使用，因此，节点出错或失效是常态，不能因为一个节点失效导致数据丢失、程序终止或系统崩溃。因此，系统需要有良好的可靠性设计和有效的失效检测和恢复计算。
 * 设1万个服务器节点，每个服务器的平均无故障时间是1千天，则平均每天10个服务器出错！

<?>MapReduce是什么？
 * 一种编程模型：不是一门语言，是一个模型
 * 处理大数据集
 * 部署于大规模计算机集群
 * 分布式处理方式

MapReduce核心代码：

输入数据：
hello word bye world
hello china bye china                   经过mapreduce处理后 ：hello：3，bye：3，word：2，china：2，chongqing：2
hello chongqing bye chongqing 

Map核心代码：
Map（Key，Value）{
  for（each word ‘word’ in value）
    collect（‘word’，1）；
}

Reduce核心代码：

Map（Key，Value[]）{
  int count=0；
  for（each w in value）
    count++；
  collect（Key，count）；
}

图解如下：

MapReduce的优势：
1、通过MapReduce这个分布式处理框架，不仅能用于处理大规模数据，而且能将很多繁琐的细节隐藏起来，比如：自动并行化、负载均衡和灾备管理，这将极大地简化程序员的开发工作
2、MapReduce的伸缩性非常好，也就是：每增加一台服务器，就能将差不多的计算能力接入到集群中，而过去大部分分布式处理框架，在伸缩性方面都与MapReduce相差甚远

MapReduce的不足：
1、不适合事务/单一请求处理
MapReduce绝对是一个离线批处理系统，对于批处理数据应用的很好，MapReduce（不论是Google的还是Hadoop的）是用于处理不适合传统数据库的海量数据的理想技术，但它又不适合事务/单一请求。（Hbase使用了来自Hadoop核心的HDFS，在其常用操作中并没有使用MapReduce）
2、不能随即读取
3、以蛮力代替索引
在索引是更好的存取机制时，MapReduce将劣势尽显
4、low-level语言和操作
“直接开始你想要的 —— 而不是展现一个算法， 解释如何工作的。”（关系型数据库的观点） —— High level（DBMS） “展示数据存取的算法”（Codasyl 的观点）—— Low  level （MapReduce）
5、性能问题
想想N 个map实例产生M个输出文件，每个最后由不同的reduce 实例处理，这些文件写到运行map实例机器的本地磁盘。如果N是1000，M是500，map阶段产生500,000个本地文件，当reduce阶段开始，500个reduce实例每个需要读入1000个文件，并用类似FTP协议把它要的输入文件从map实例运行的节点上pull取过来，假如同时有数量级为100的reduce实例运行，那么2个或者2个以上的reduce实例同时访问一个map阶段来获取输入文件是不可避免的——导致大量的硬盘查找，有效的硬盘运转速度至少降低20%。
6、仅提供了现在DBMS功能的一部分
作为用于分布式处理的算法技术，MapReduce不是数据库，不支持索引、数据更新、事务及完整性约束，且与多数DBMS工具不兼容。
7、不适合一般的web应用
大部分的web应用，只是对数据进行简单的访问，每次请求处理所耗费的资源其实非常小，它的问题是高并发，所以采用负载均衡技术来分担负载。只有当特殊情况下，比如建索引、进行数据分析等，才可能用MR.