Hadoop mapreduce核心功能描述

核心功能描述
应用程序通常会通过提供map和reduce来实现 Mapper和Reducer接口,它们组成作业的核心。

Mapper
Mapper将输入键值对(key/value pair)映射到一组中间格式的键值对集合。

Map是一类将输入记录集转换为中间格式记录集的独立任务。 这种转换的中间格式记录集不需要与输入记录集的类型一致。一个给定的输入键值对可以映射成0个或多个输出键值对。

Hadoop Map/Reduce框架为每一个InputSplit产生一个map任务,而每个InputSplit是由该作业的InputFormat产生的。

概括地说,对Mapper的实现者需要重写 JobConfigurable.configure(JobConf)方法,这个方法需要传递一个JobConf参数,目的是完成Mapper的初始化工作。然后,框架为这个任务的InputSplit中每个键值对调用一次 map(WritableComparable, Writable, OutputCollector, Reporter)操作。应用程序可以通过重写Closeable.close()方法来执行相应的清理工作。

输出键值对不需要与输入键值对的类型一致。一个给定的输入键值对可以映射成0个或多个输出键值对。通过调用 OutputCollector.collect(WritableComparable,Writable)可以收集输出的键值对。

应用程序可以使用Reporter报告进度,设定应用级别的状态消息,更新Counters(计数器),或者仅是表明自己运行正常。

框架随后会把与一个特定key关联的所有中间过程的值(value)分成组,然后把它们传给Reducer以产出最终的结果。用户可以通过 JobConf.setOutputKeyComparatorClass(Class)来指定具体负责分组的 Comparator。

Mapper的输出被排序后,就被划分给每个Reducer。分块的总数目和一个作业的reduce任务的数目是一样的。用户可以通过实现自定义的 Partitioner来控制哪个key被分配给哪个 Reducer。

用户可选择通过 JobConf.setCombinerClass(Class)指定一个combiner,它负责对中间过程的输出进行本地的聚集,这会有助于降低从Mapper到 Reducer数据传输量。

这些被排好序的中间过程的输出结果保存的格式是(key-len, key, value-len, value),应用程序可以通过JobConf控制对这些中间结果是否进行压缩以及怎么压缩,使用哪种 CompressionCodec。

需要多少个Map?
Map的数目通常是由输入数据的大小决定的,一般就是所有输入文件的总块(block)数。

Map正常的并行规模大致是每个节点(node)大约10到100个map,对于CPU 消耗较小的map任务可以设到300个左右。由于每个任务初始化需要一定的时间,因此,比较合理的情况是map执行的时间至少超过1分钟。

这样,如果你输入10TB的数据,每个块(block)的大小是128MB,你将需要大约82,000个map来完成任务,除非使用 setNumMapTasks(int)(注意:这里仅仅是对框架进行了一个提示(hint),实际决定因素见这里)将这个数值设置得更高。

Reducer
Reducer将与一个key关联的一组中间数值集归约(reduce)为一个更小的数值集。

用户可以通过 JobConf.setNumReduceTasks(int)设定一个作业中reduce任务的数目。

概括地说,对Reducer的实现者需要重写 JobConfigurable.configure(JobConf)方法,这个方法需要传递一个JobConf参数,目的是完成Reducer的初始化工作。然后,框架为成组的输入数据中的每个<key, (list of values)>对调用一次 reduce(WritableComparable, Iterator, OutputCollector, Reporter)方法。之后,应用程序可以通过重写Closeable.close()来执行相应的清理工作。

Reducer有3个主要阶段:shuffle、sort和reduce。

Shuffle
Reducer的输入就是Mapper已经排好序的输出。在这个阶段,框架通过HTTP为每个Reducer获得所有Mapper输出中与之相关的分块。

Sort
这个阶段,框架将按照key的值对Reducer的输入进行分组 (因为不同mapper的输出中可能会有相同的key)。

Shuffle和Sort两个阶段是同时进行的;map的输出也是一边被取回一边被合并的。

Secondary Sort
如果需要中间过程对key的分组规则和reduce前对key的分组规则不同,那么可以通过 JobConf.setOutputValueGroupingComparator(Class)来指定一个Comparator。再加上 JobConf.setOutputKeyComparatorClass(Class)可用于控制中间过程的key如何被分组,所以结合两者可以实现按值的二次排序。

Reduce
在这个阶段,框架为已分组的输入数据中的每个 <key, (list of values)>对调用一次 reduce(WritableComparable, Iterator, OutputCollector, Reporter)方法。

Reduce任务的输出通常是通过调用 OutputCollector.collect(WritableComparable, Writable)写入 文件系统的。

应用程序可以使用Reporter报告进度,设定应用程序级别的状态消息,更新Counters(计数器),或者仅是表明自己运行正常。

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