MapReduce原理和WordCount數據詳細過程


1.MapReduce原理

 1.1 MapReduce簡介  

   MapReduce是一種分布式計算模型,是Google提出的,主要用於搜索領域,解決海量數據的計算問題。

   MR有兩個階段組成:Map和Reduce,用戶只需實現map()和reduce()兩個函數,即可實現分布式計算

 1.2 MapReduce工作原理

   MapReduce分為2個過程,分別為Map過程和Reduce過程,如下圖所示:

   

  Map端  

  1)每個輸入分片會讓一個map任務來處理,默認情況下,以HDFS的一個塊的大小(默認為64M)為一個分片,當然我們也可以設置塊的大小。map輸出的結果會暫且放在一個環形內存緩沖區中(該緩沖區的大小默認為100M,由io.sort.mb屬性控制),當該緩沖區快要溢出時(默認為緩沖區大小的80%,由io.sort.spill.percent屬性控制),會在本地文件系統中創建一個溢出文件,將該緩沖區中的數據寫入這個文件。

  2)在寫入磁盤之前,線程首先根據reduce任務的數目將數據划分為相同數目的分區,也就是一個reduce任務對應一個分區的數據。這樣做是為了避免有些reduce任務分配到大量數據,而有些reduce任務卻分到很少數據,甚至沒有分到數據的尷尬局面。其實分區就是對數據進行hash的過程。然后對每個分區中的數據進行排序,如果此時設置了Combiner,將排序后的結果進行Combine操作,這樣做的目的是讓盡可能少的數據寫入到磁盤。

  3)當map任務輸出最后一個記錄時,可能會有很多的溢出文件,這時需要將這些文件合並。合並的過程中會不斷地進行排序和combine操作,目的有兩個:1.盡量減少每次寫入磁盤的數據量;2.盡量減少下一復制階段網絡傳輸的數據量。最后合並成了一個已分區且已排序的文件。為了減少網絡傳輸的數據量,這里可以將數據壓縮,只要將mapred.compress.map.out設置為true就可以了。

  4)將分區中的數據拷貝給相對應的reduce任務。分區中的數據怎么知道它對應的reduce是哪個呢?其實map任務一直和其父TaskTracker保持聯系,而TaskTracker又一直和JobTracker保持心跳,所以JobTracker中保存了整個集群中的宏觀信息。只要reduce任務向JobTracker獲取對應的map輸出位置即可

 

  Reduce端 

  1)Reduce會接收到不同map任務傳來的數據,並且每個map傳來的數據都是有序的。如果reduce端接受的數據量相當小,則直接存儲在內存中(緩沖區大小由mapred.job.shuffle.input.buffer.percent屬性控制,表示用作此用途的堆空間的百分比),當數據量超過該緩沖區大小的一定比例(由mapred.job.shuffle.merge.percent決定),則對數據合並后溢寫到磁盤中。

  2)隨着溢寫文件的增多,后台線程會將它們合並成一個更大的有序的文件,這樣做是為了給后面的合並節省時間。其實不管在map端還是reduce端,MapReduce都是反復地執行排序,合並操作。排序是hadoop的靈魂。

  3)合並的過程中會產生許多的中間文件(寫入磁盤),但MapReduce會讓寫入磁盤的數據盡可能地少,並且最后一次合並的結果並沒有寫入磁盤,而是直接輸入到reduce函數。

2.WordCount數據流程

  在WordCount中,Map首先處理的數據經過分片獲取輸入,以鍵值對的形式,然后通過Map的切割,切割成一個個單詞,然后把每個單詞的計數標記為1,並且寫到環形內存緩沖區中,排序、合並,寫到分區中。

  在Reduce段,每個Reduce把每個Map處理的數據中同一個patition的數據拷貝過來,並且經過排序、合並,數據格式類似<Hello,list(1,3,2)>,形成Reudce數據輸入。最后才寫道HDFS或其他渠道中。

  其完整流程如下圖:

 

   為了更加方便地描述,我自己畫了一張圖,來形容這個過程

 

   這是我對整個流程一些淺薄地見解,有什么不明白地歡迎留言

  參考網站:

  https://blog.csdn.net/fanxin_i/article/details/80388221

  https://www.cnblogs.com/laowangc/p/8961946.html

  https://www.cnblogs.com/riordon/p/4605022.html

 


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