Hadoop中的Partitioner浅析

转自：http://blog.csdn.net/b1198103958/article/details/47169105

Hadoop里面的MapReduce编程模型，非常灵活，大部分环节我们都可以重写它的API，来灵活定制我们自己的一些特殊需求。

今天散仙要说的这个分区函数Partitioner，也是一样如此，下面我们先来看下Partitioner的作用： 
对map端输出的数据key作一个散列，使数据能够均匀分布在各个reduce上进行后续操作，避免产生热点区。

大部分情况下，我们都会使用默认的分区函数，但有时我们又有一些，特殊的需求，而需要定制Partition来完成我们的业务，案例如下： 
对如下数据，按字符串的长度分区，长度为1的放在一个，2的一个，3的各一个。

河南省;1 
河南;2 
中国;3 
中国人;4 
大;1 
小;3 
中;11

这时候，我们使用默认的分区函数，就不行了，所以需要我们定制自己的Partition，首先分析下，我们需要3个分区输出，所以在设置reduce的个数时，一定要设置为3，其次在partition里，进行分区时，要根据长度具体分区，而不是根据字符串的hash码来分区。

总结

(Partition)分区出现的必要性，如何使用Hadoop产生一个全局排序的文件？最简单的方法就是使用一个分区，但是该方法在处理大型文件时效率极低，因为一台机器必须处理所有输出文件，从而完全丧失了MapReduce所提供的并行架构的优势。事实上我们可以这样做，首先创建一系列排好序的文件；其次，串联这些文件（类似于归并排序）；最后得到一个全局有序的文件。主要的思路是使用一个partitioner来描述全局排序的输出。比方说我们有1000个1-10000的数据，跑10个ruduce任务， 如果我们运行进行partition的时候，能够将在1-1000中数据的分配到第一个reduce中，1001-2000的数据分配到第二个reduce中，以此类推。即第n个reduce所分配到的数据全部大于第n-1个reduce中的数据。这样，每个reduce出来之后都是有序的了，我们只要cat所有的输出文件，变成一个大的文件，就都是有序的了

基本思路就是这样，但是现在有一个问题，就是数据的区间如何划分，在数据量大，还有我们并不清楚数据分布的情况下。一个比较简单的方法就是采样，假如有一亿的数据，我们可以对数据进行采样，如取10000个数据采样，然后对采样数据分区间。在Hadoop中，patition我们可以用TotalOrderPartitioner替换默认的分区。然后将采样的结果传给他，就可以实现我们想要的分区。在采样时，我们可以使用hadoop的几种采样工具，RandomSampler,InputSampler,IntervalSampler。

这样，我们就可以对利用分布式文件系统进行大数据量的排序了，我们也可以重写Partitioner类中的compare函数，来定义比较的规则，从而可以实现字符串或其他非数字类型的排序，也可以实现二次排序乃至多次排序。

combine、partition和shuffle的区别：

combine和partition都是函数，中间的步骤应该只有shuffle！

combine分为map端和reduce端，作用是把同一个key的键值对合并在一起，可以自定义的。
combine函数把一个map函数产生的<key,value>对（多个key,value）合并成一个新的<key2,value2>.将新的<key2,value2>作为输入到reduce函数中
这个value2亦可称之为values，因为有多个。这个合并的目的是为了减少网络传输。

partition是分割map每个节点的结果，按照key分别映射给不同的reduce，也是可以自定义的。这里其实可以理解归类。
我们对于错综复杂的数据归类。比如在动物园里有牛羊鸡鸭鹅，他们都是混在一起的，但是到了晚上他们就各自牛回牛棚，羊回羊圈，鸡回鸡窝。partition的作用就是把这些数据归类。只不过在写程序的时候，mapreduce使用哈希HashPartitioner帮我们归类了。这个我们也可以自定义。

shuffle就是map和reduce之间的过程，包含了两端的combine和partition。

Map的结果，会通过partition分发到Reducer上，Reducer做完Reduce操作后，通过OutputFormat，进行输出
shuffle阶段的主要函数是fetchOutputs(),这个函数的功能就是将map阶段的输出，copy到reduce 节点本地。

补充：

Map的结果，会通过partition分发到Reducer上，Reducer做完Reduce操作后，通过OutputFormat，进行输出，下面我们就来分析参与这个过程的类。
Mapper的结果，可能送到Combiner做合并，Combiner在系统中并没有自己的基类，而是用Reducer作为Combiner的基类，他们对外的功能是一样的，只是使用的位置和使用时的上下文不太一样而已。Mapper最终处理的键值对<key, value>，是需要送到Reducer去合并的，合并的时候，有相同key的键/值对会送到同一个Reducer那。哪个key到哪个Reducer的分配过程，是由Partitioner规定的。它只有一个方法，
getPartition(Text key, Text value, int numPartitions)  
输入是Map的结果对<key, value>和Reducer的数目，输出则是分配的Reducer（整数编号）。就是指定Mappr输出的键值对到哪一个reducer上去。系统缺省的Partitioner是HashPartitioner，它以key的Hash值对Reducer的数目取模，得到对应的Reducer。这样保证如果有相同的key值，肯定被分配到同一个reducre上。如果有N个reducer，编号就为0,1,2,3……(N-1)。
Reducer是所有用户定制Reducer类的基类，和Mapper类似，它也有setup，reduce，cleanup和run方法，其中setup和cleanup含义和Mapper相同，reduce是真正合并Mapper结果的地方，它的输入是key和这个key对应的所有value的一个迭代器，同时还包括Reducer的上下文。系统中定义了两个非常简单的Reducer，IntSumReducer和LongSumReducer，分别用于对整形/长整型的value求和。