二十六、Hadoop学习笔记————Hadoop Yarn的简介复习

1. 介绍

YARN（Yet Another Resource Negotiator）是一个通用的资源管理平台，可为各类计算框架提供资源的管理和调度。

之前有提到过，Yarn主要是为了减轻Hadoop1中JobTracker的负担，对其进行了解耦。现在通常都会使用Hadoop Yarn，因为其稳定性更加优秀，YARN是对Mapreduce V1重构得到的，有时候也称为MapReduce V2。

2. YARN体系架构

首先，整个Hadoop Yarn和Hadoop1一样，也是建立在hdfs分布式文件系统上，hdfs是为了集群而生的，它依托于整个Hadoop集群所有的硬盘容量。例如整个集群有100台服务器，每个服务器有都有5T的容量，那么整个hdfs最大可以有500T容量（这里只是打个比喻，因为服务器本身操作系统需要占用空间，并且还需要安装一些必要的组件，Hadoop本身程序也需要占用空间，因此肯定会小于500T）。用户在使用hdfs文件系统的时候，需要先将本地的文件put到文件系统上，然后集群才能使用这些数据，具体如何使用后续会有详细的图文讲解。

YARN架构如下图所示：

YARN总体上是Master/Slave结构，主要由ResourceManager、NodeManager、 ApplicationMaster和Container等几个组件构成。

ResourceManager(RM)
负责对各NM上的资源进行统一管理和调度。将AM分配空闲的Container运行并监控其运行状态。对AM申请的资源请求分配相应的空闲Container。主要由两个组件构成：调度器和应用程序管理器：
1. 调度器(Scheduler)：调度器根据容量、队列等限制条件（如每个队列分配一定的资源，最多执行一定数量的作业等），将系统中的资源分配给各个正在运行的应用程序。调度器仅根据各个应用程序的资源需求进行资源分配，而资源分配单位是Container，从而限定每个任务使用的资源量。Shceduler不负责监控或者跟踪应用程序的状态，也不负责任务因为各种原因而需要的重启（由ApplicationMaster负责）。总之，调度器根据应用程序的资源要求，以及集群机器的资源情况，为应用程序分配封装在Container中的资源。
  调度器是可插拔的，例如CapacityScheduler、FairScheduler。具体看下文的调度算法。
2. 应用程序管理器(Applications Manager)：应用程序管理器负责管理整个系统中所有应用程序，包括应用程序提交、与调度器协商资源以启动AM、监控AM运行状态并在失败时重新启动等，跟踪分给的Container的进度、状态也是其职责。
NodeManager (NM)
NM是每个节点上的资源和任务管理器。它会定时地向RM汇报本节点上的资源使用情况和各个Container的运行状态；同时会接收并处理来自AM的Container 启动/停止等请求。
ApplicationMaster (AM)：
用户提交的应用程序均包含一个AM，负责应用的监控，跟踪应用执行状态，重启失败任务等。ApplicationMaster是应用框架，它负责向ResourceManager协调资源，并且与NodeManager协同工作完成Task的执行和监控。MapReduce就是原生支持的一种框架，可以在YARN上运行Mapreduce作业。有很多分布式应用都开发了对应的应用程序框架，用于在YARN上运行任务，例如Spark，Storm等。如果需要，我们也可以自己写一个符合规范的YARN application。
Container：
Container是YARN中的资源抽象，它封装了某个节点上的多维度资源，如内存、CPU、磁盘、网络等，当AM向RM申请资源时，RM为AM返回的资源便是用Container 表示的。 YARN会为每个任务分配一个Container且该任务只能使用该Container中描述的资源。

3. YARN应用工作流程

如下图所示用户向YARN中提交一个应用程序后，YARN将分两个阶段运行该应用程序：

启动AM ，如下步骤1~3；
由AM创建应用程序为它申请资源并监控它的整个运行过程，直到运行完成，如下步骤4~7。

YARN应用工作流程图

1、用户向YARN中提交应用程序，其中包括AM程序、启动AM的命令、命令参数、用户程序等；事实上，需要准确描述运行ApplicationMaster的unix进程的所有信息。提交工作通常由YarnClient来完成。

2、RM为该应用程序分配第一个Container，并与对应的NM通信，要求它在这个Container中启动AM；

3、AM首先向RM注册，这样用户可以直接通过RM査看应用程序的运行状态，运行状态通过 AMRMClientAsync.CallbackHandler的getProgress() 方法来传递给RM。然后它将为各个任务申请资源，并监控它的运行状态，直到运行结束，即重复步骤4〜7；

4、AM采用轮询的方式通过RPC协议向RM申请和领取资源；资源的协调通过 AMRMClientAsync异步完成,相应的处理方法封装在AMRMClientAsync.CallbackHandler中。

5、—旦AM申请到资源后，便与对应的NM通信，要求它启动任务；通常需要指定一个ContainerLaunchContext，提供Container启动时需要的信息。

6、NM为任务设置好运行环境(包括环境变量、JAR包、二进制程序等)后，将任务启动命令写到一个脚本中，并通过运行该脚本启动任务；

7、各个任务通过某个RPC协议向AM汇报自己的状态和进度，以让AM随时掌握各个任务的运行状态，从而可以在任务失败时重新启动任务；ApplicationMaster与NM的通信通过NMClientAsync object来完成，容器的所有事件通过NMClientAsync.CallbackHandler来处理。例如启动、状态更新、停止等。

8、应用程序运行完成后，AM向RM注销并关闭自己。

之后会继续学习另一个重要的zookeeper，这是Hadoop Ha模式最重要的一环。

笔者也是在分享中不断的学习，如果大家有什么建议或者疑问，欢迎一起交流