简述MapReduce计算框架原理

1. MapReduce基本编程模型和框架

1.1 MapReduce抽象模型

大数据计算的核心思想是：分而治之。如下图所示。把大量的数据划分开来，分配给各个子任务来完成。再将结果合并到一起输出。注：如果数据的耦合性很高，不能分离，那么这种并行计算就不合适了。

图1： MapReduce抽象模型

1.2 Hadoop的MapReduce的并行编程模型

如下图2所示，Hadoop的MapReduce先将数据划分为多个key/value键值对。然后输入Map框架来得到新的key/value对，这时候只是中间结果，这个时候的value值是个集合。再通过同步屏障(为了等待所有的Map处理完)，这个阶段会把相同key的值收集整理(Aggregation&Shuffle)在一起，再交给Reduce框架做输出组合，如图2中每个Map输出的结果，有K1，K2，K3，通过同步屏障后，K2收集到一起，K2收集到一起，K3收集到一起，再分别交给Reduce，通过Reduce组合结果。

图2：Hadoop的MapReduce的框架

1.3 Hadoop的MapReduce的完整编程模和框架

图3是MapReduce的完整编程模型和框架，比模型上多加入了Combiner和Partitioner。

1. Combiner
   Combiner可以理解为一个小的Reduce，就是把每个Map结果，先做一次整合。例如图3中第三列的Map结果中有2个good，通过Combiner之后，先将本地的2个goods组合到了一起（红色的（good，2））。好处是大大减少需要传输的中间结果数量，达到网络数据传输优化，这也是Combiner的主要作用。

2. Partitioner
   为了保证所有的主键相同的key值对能传输给同一个Reduce节点，如图3中所有的good传给第一个Reduce前，所有的is和has传给第二个Reduce前，所有的weather，the和today传到第三个Reduce前。MapReduce专门提供了一个Partitioner类来完成这个工作，主要目的就是消除数据传入的Reduce节点后带来不必要的相关性。

图3：Hadoop的MapReduce的完整编程模型和框架

1. 简述MapReduce计算框架原理