学习笔记—MapReduce

MapReduce是什么

MapReduce是一种分布式计算编程框架，是Hadoop主要组成部分之一，可以让用户专注于编写核心逻辑代码，最后以高可靠、高容错的方式在大型集群上并行处理大量数据。

MapReduce的存储

MapReduce的数据是存储在HDFS上的，HDFS也是Hadoop的主要组成部分之一。下边是MapReduce在HDFS上的存储的图解

HDFS主要有Namenode和Datanode两部分组成，整个集群有一个Namenode和多个DataNode，通常每一个节点一个DataNode，Namenode的主要功能是用来管理客户端client对数据文件的操作请求和储存数据文件的地址。DataNode主要是用来储存和管理本节点的数据文件。节点内部数据文件被分为一个或多个block块（block默认大小原来是64MB，后来变为128MB），然后这些块储存在一组DataNode中。（这里不对HDFS做过多的介绍，后续会写一篇详细的HDFS笔记）

MapReduce的运行流程

1、首先把需要处理的数据文件上传到HDFS上，然后这些数据会被分为好多个小的分片，然后每个分片对应一个map任务，推荐情况下分片的大小等于block块的大小。然后map的计算结果会暂存到一个内存缓冲区内，该缓冲区默认为100M，等缓存的数据达到一个阈值的时候，默认情况下是80%，然后会在磁盘创建一个文件，开始向文件里边写入数据。

2、map任务的输入数据的格式是<key,value>对的形式，我们也可以自定义自己的<key,value>类型。然后map在往内存缓冲区里写入数据的时候会根据key进行排序，同样溢写到磁盘的文件里的数据也是排好序的，最后map任务结束的时候可能会产生多个数据文件，然后把这些数据文件再根据归并排序合并成一个大的文件。

3、然后每个分片都会经过map任务后产生一个排好序的文件，同样文件的格式也是<key,value>对的形式，然后通过对key进行hash的方式把数据分配到不同的reduce里边去，这样对每个分片的数据进行hash，再把每个分片分配过来的数据进行合并，合并过程中也是不断进行排序的。最后数据经过reduce任务的处理就产生了最后的输出。

4、在我们开发中只需要对中间map和reduce的逻辑进行开发就可以了，中间分片，排序，合并，分配都有MapReduce框架帮我完成了。

MapReduce的资源调度系统

最后我们来看一下MapReduce的资源调度系统Yarn。

Yarn的基本思想是将资源管理和作业调度/监视的功能分解为单独的守护进程。全局唯一的ResourceManager是负责所有应用程序之间的资源的调度和分配，每个程序有一个ApplicationMaster，ApplicationMaster实际上是一个特定于框架的库，其任务是协调来自ResourceManager的资源，并与NodeManager一起执行和监视任务。NodeManager是每台机器框架代理，监视其资源使用情况（CPU，内存，磁盘，网络）并将其报告给ResourceManager。

WordConut代码

• python实现

map.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:UTF-8 -*-
import sys

for line in sys.stdin:
    words = line.strip().split()
    for word in words:
        print('%s\t%s' % (word, 1))

reduce.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:UTF-8 -*-
import sys

current_word = None
sum = 0

for line in sys.stdin:
    word, count = line.strip().split(' ')

    if current_word == None:
        current_word = word

    if word != current_word:
        print('%s\t%s' % (current_word, sum))
        current_word = word
        sum = 0

    sum += int(count)

print('%s\t%s' % (current_word, sum))

我们先把输入文件上传到HDFS上去

hadoop fs -put /input.txt /

​ 然后在Linux下运行，为了方便我们把命令写成了shell文件

HADOOP_CMD="/usr/local/src/hadoop-2.6.1/bin/hadoop"
STREAM_JAR_PATH="/usr/local/src/hadoop-2.6.1/share/hadoop/tools/lib/hadoop-streaming-2.6.1.jar"

INPUT_FILE_PATH="/input.txt"
OUTPUT_FILE_PATH="/output"

$HADOOP_CMD fs -rmr -skipTrush $OUTPUT_FILE_PATH

$HADOOP_CMD jar $STREAM_JAR_PATH \
	-input $INPUT_FILE_PATH \
	-output $OUTPUT_FILE_PATH \
	-mapper "python map.py" \
	-reducer "python reduce.py" \
	-file "./map.py" \
	-file "./reduce.py" 

• java实现

MyMap.java

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

import java.io.IOException;

public class MyMap extends Mapper<LongWritable, Text, Text, IntWritable> {

    private IntWritable one = new IntWritable(1);
    private Text text = new Text();

    @Override
    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
        String line = value.toString();
        String[] words = line.split(" ");

        for (String word: words){
            text.set(word);
            context.write(text,one);
        }
    }
}

MyReduce.java

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

import java.io.IOException;

public class MyReduce extends Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable> {
    private IntWritable result = new IntWritable();
    @Override
    protected void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {
        int sum = 0;
        for (IntWritable i:values){
            sum+=i.get();
        }
        result.set(sum);
        context.write(key,result);
    }
}

WordCount.java

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

public class WordCount {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Configuration configuration = new Configuration();
        Job job = Job.getInstance(configuration, "WordCount");
        job.setJarByClass(WordCount.class);
        job.setMapperClass(MyMap.class);
        job.setReducerClass(MyReduce.class);
        job.setOutputKeyClass(Text.class);
        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);
        FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(args[0]));
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1]));
        System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
    }
}

把工程打成jar包，然后把jar包和输入文件上传到HDfs

$ hadoop fs -put /wordcount.jar /
$ hadoop fs -put /input.txt /

执行wordcount任务

$ bin/hadoop jar wordcount.jar WordCount /input.txt /user/joe/wordcount/output

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