MapReduce介绍

分布式计算框架

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一、MapReduce概述

Hadoop MapReduce 是一个分布式计算框架,用于编写批处理应用程序。编写好的程序可以提交到 Hadoop 集群上用于并行处理大规模的数据集。

MapReduce 作业通过将输入的数据集拆分为独立的块,这些块由 map 以并行的方式处理,框架对 map 的输出进行排序,然后输入到 reduce 中。MapReduce 框架专门用于 <key,value> 键值对处理,它将作业的输入视为一组 <key,value> 对,并生成一组 <key,value> 对作为输出。输入和输出的 keyvalue 都必须实现Writable 接口。

二、MapReduce编程模型简述

这里以词频统计为例进行说明,MapReduce 处理的流程如下:

Input到Split可以由HDFS自主完成,分块存储。

map任务所在节点从本地磁盘或者从远程获取数据,进行处理,输出键值对。

shuffle操作就比较抽象和复杂了,shuffle操作由三个小部分组成,

第一,map任务最后需要预处理自己的输出,比如对键值对排序,合并,combiner等,这样可以减少通信的流量。

第二,map会对输出进行分区,分区是指将Map任务的输出结果按照一定的规则划分为若干个部分,每个部分对应一个Reduce任务,然后reduce任务所在节点访问所有map任务节点,远程获取属于自己的区。

第三,Reduce任务的数据接收、排序和合并等操作。

Reduce任务还需要执行自定义的reduce函数,对具有相同键的键值对进行聚合处理,比如求和、计数、平均等,并且输出最终的结果到HDFS或其他地方

Shuffle操作是MapReduce框架中非常重要和耗时的一步,需要进行有效的优化和管理,以使得整个MapReduce任务能够高效、可靠地执行。

三、combiner & partitioner

3.1 InputFormat & RecordReaders

InputFormat 将输出文件拆分为多个 InputSplit,并由 RecordReadersInputSplit 转换为标准的<key,value>键值对,作为 map 的输出。这一步的意义在于只有先进行逻辑拆分并转为标准的键值对格式后,才能为多个 map 提供输入,以便进行并行处理。

3.2 Combiner

combinermap 运算后的可选操作,它实际上是一个本地化的 reduce 操作,它主要是在 map 计算出中间文件后做一个简单的合并重复 key 值的操作。这里以词频统计为例:

map 在遇到一个 hadoop 的单词时就会记录为 1,但是这篇文章里 hadoop 可能会出现 n 多次,那么 map 输出文件冗余就会很多,因此在 reduce 计算前对相同的 key 做一个合并操作,那么需要传输的数据量就会减少,传输效率就可以得到提升。

但并非所有场景都适合使用 combiner,使用它的原则是 combiner 的输出不会影响到 reduce 计算的最终输入,例如:求总数,最大值,最小值时都可以使用 combiner,但是做平均值计算则不能使用 combiner

不使用 combiner 的过程:

使用combiner的过程:

可以看到使用 combiner 的时候,需要传输到 reducer 中的数据由 12keys,降低到 10keys。降低的幅度取决于你 keys 的重复率,下文词频统计案例会演示用 combiner 降低数百倍的传输量。

3.3 Partitioner

partitioner 可以理解成分类器,将 map 的输出按照 key 值的不同分别分给对应的 reducer,支持自定义实现,下文案例会给出演示。

四、MapReduce词频统计案例

4.1 项目简介

这里给出一个经典的词频统计的案例:统计如下样本数据中每个单词出现的次数。

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