MapReduce编程入门 mapreduce编程思想_MapReduce编程入门


1)分布式的运算程序往往需要分成至少2个阶段。


2)第一个阶段的MapTask并发实例,完全并行运行,互不相干。


3)第二个阶段的ReduceTask并发实例互不相干,但是他们的数据依赖于上一个阶段的所有MapTask并发实例的输出。


4)MapReduce编程模型只能包含一个Map阶段和一个Reduce阶段,如果用户的业务逻辑非常复杂,那就只能多个MapReduce程序,串行运行。

1.概念

  Job(作业) : 一个MR程序称为一个Job

  MRAppMaster(MR任务的主节点): 一个Job在运行时,会先启动一个进程,这个进程为 MRAppMaster。

    负责Job中执行状态的监控,容错,和RM申请资源,提交Task等!

  Task(任务): Task是一个进程!负责某项计算!

  Map(Map阶段): Map是MapReduce程序运行的第一个阶段!

    Map阶段的目的是将输入的数据,进行切分。将一个大数据,切分为若干小部分!

    切分后,每个部分称为1片(split),每片数据会交给一个Task(进程)进行计算!

    Task负责是Map阶段程序的计算,称为MapTask!

    在一个MR程序的Map阶段,会启动N(取决于切片数)个MapTask。每个MapTask是并行运行!

  Reduce(Reduce阶段): Reduce是MapReduce程序运行的第二个阶段(最后一个阶段)!

    Reduce阶段的目的是将Map阶段,每个MapTask计算后的结果进行合并汇总!得到最终结果!

    Reduce阶段是可选的!

    Task负责是Reduce阶段程序的计算,称为ReduceTask!

    一个Job可以通过设置,启动N个ReduceTask,这些ReduceTask也是并行运行!

    每个ReduceTask最终都会产生一个结果!

2.MapReduce中常用的组件

  ①Mapper: map阶段核心的处理逻辑

  ②Reducer: reduce阶段核心的处理逻辑

  ③InputFormat: 输入格式

    MR程序必须指定一个输入目录,一个输出目录!

    InputFormat代表输入目录中文件的格式!

    如果是普通文件,可以使用FileInputFormat.

    如果是SequeceFile(hadoop提供的一种文件格式),可以使用SequnceFileInputFormat.

    如果处理的数据在数据库中,需要使用DBInputFormat

  ④RecordReader: 记录读取器

    RecordReader负责从输入格式中,读取数据,读取后封装为一组记录(k-v)!

  ⑤OutPutFormat: 输出格式

    OutPutFormat代表MR处理后的结果,要以什么样的文件格式写出!

    将结果写出到一个普通文件中,可以使用FileOutputFormat!

    将结果写出到数据库中,可以使用DBOutPutFormat!

    将结果写出到SequeceFile中,可以使用SequnceFileOutputFormat

  ⑥RecordWriter: 记录写出器

    RecordWriter将处理的结果以什么样的格式,写出到输出文件中!

  在MR中数据的流程:

    ①InputFormat调用RecordReader,从输入目录的文件中,读取一组数据,封装为keyin-valuein对象

    ②将封装好的key-value,交给Mapper.map()------>将处理的结果写出 keyout-valueout

    ③ReduceTask启动Reducer,使用Reducer.reduce()处理Mapper写出的keyout-valueout

    ④OutPutFormat调用RecordWriter,将Reducer处理后的keyout-valueout写出到文件

  ⑦Partitioner: 分区器
    分区器,负责在Mapper将数据写出时,将keyout-valueout,为每组keyout-valueout打上标记,进行分区!
    目的: 一个ReduceTask只会处理一个分区的数据!

MapReduce的运行流程概述

  需求: 统计/hello目录中每个文件的单词数量

    a-p开头的单词放入到一个结果文件中

    q-z开头的单词放入到一个结果文件中。

例如: /hello/a.txt   200M
		hello,hi,hadoop
		hive,hadoop,hive,
		zoo,spark,wow
		zoo,spark,wow
		...
       /hello/b.txt    100m
	   hello,hi,hadoop
	   zoo,spark,wow
	   ...



1.Map阶段(运行MapTask,将一个大的任务切分为若干小任务,处理输出阶段性的结果)

  ①切片(切分数据)

/hello/a.txt   200M
/hello/b.txt    100m

  默认的切分策略是以文件为单位,以文件的块大小(128M)为片大小进行切片!

split0:/hello/a.txt,0-128M
split1: /hello/a.txt,128M-200M
split2: /hello/b.txt,0M-100M

  ②运行MapTask(进程),每个MapTask负责一片数据

split0:/hello/a.txt,0-128M--------MapTask1
split1: /hello/a.txt,128M-200M--------MapTask2
split2: /hello/b.txt,0M-100M--------MapTask3

  ③读取数据阶段

    在MR中,所有的数据必须封装为key-value

    MapTask1,2,3都会初始化一个InputFormat(默认TextInputFormat),每个InputFormat对象负责创建一个RecordReader(LineRecordReader)对象

    RecordReader负责从每个切片的数据中读取数据,封装为key-value.

    LineRecordReader: 将文件中的每一行封装为一个key(offset)-value(当前行的内容)

  举例:

hello,hi,hadoop----->(0,hello,hi,hadoop)
hive,hadoop,hive----->(20,hive,hadoop,hive)
zoo,spark,wow----->(30,zoo,spark,wow)
zoo,spark,wow----->(40,zoo,spark,wow)

  ④进入Mapper的map()阶段

    map()是Map阶段的核心处理逻辑! 单词统计! map()会循环调用,对输入的每个Key-value都进行处理!

输入:(0,hello,hi,hadoop)
输出:(hello,1),(hi,1),(hadoop,1)  
	
输入:(20,hive,hadoop,hive)
输出:(hive,1),(hadoop,1),(hive,1)  

输入:(30,zoo,spark,wow)
输出:(zoo,1),(spark,1),(wow,1)  

输入:(40,zoo,spark,wow)
输出:(zoo,1),(spark,1),(wow,1)



  ⑤目前,我们需要启动两个ReduceTask,生成两个结果文件,需要将MapTask输出的记录进行分区(分组,分类)


  在Mapper输出后,调用Partitioner,对Mapper输出的key-value进行分区,分区后也会排序(默认字典顺序排序)


  分区规则: a-p开头的单词放入到一个区

       q-z开头的单词放入到另一个区

MapTask1:		   
	0号区:  (hadoop,1),(hadoop,1),(hello,1),(hi,1),(hive,1),(hive,1)
	1号区:  (spark,1),(spark,1),(wow,1) ,(wow,1),(zoo,1)(zoo,1)

MapTask2:		   
	0号区:  。。。
	1号区: ...

MapTask3:		   
	号区:   (hadoop,1),(hello,1),(hi,1),
	1号区: (spark,1),(wow,1),(zoo,1)

2.Reduce阶段
  ①copy

    ReduceTask启动后,会启动shuffle线程,从MapTask中拷贝相应分区的数据!

  ReduceTask1: 只负责0号区

    将三个MapTask,生成的0号区数据全部拷贝到ReduceTask所在的机器!

(hadoop,1),(hadoop,1),(hello,1),(hi,1),(hive,1),(hive,1)
		 (hadoop,1),(hello,1),(hi,1),

  ReduceTask2: 只负责1号区
    将三个MapTask,生成的1号区数据全部拷贝到ReduceTask所在的机器!

(spark,1),(spark,1),(wow,1) ,(wow,1),(zoo,1)(zoo,1)
		(spark,1),(wow,1),(zoo,1)



  ②sort

  ReduceTask1: 只负责0号区进行排序:

(hadoop,1),(hadoop,1),(hadoop,1),(hello,1),(hello,1),
(hi,1),(hi,1),(hive,1),(hive,1)

  ReduceTask2: 只负责1号区进行排序:

(spark,1),(spark,1),(spark,1),(wow,1) ,(wow,1),(wow,1),
(zoo,1),(zoo,1)(zoo,1)

  ③reduce
    ReduceTask1---->Reducer----->reduce(一次读入一组数据)

  何为一组数据: key相同的为一组数据

输入: (hadoop,1),(hadoop,1),(hadoop,1)
输出:   (hadoop,3)

输入: (hello,1),(hello,1)
输出:   (hello,2)

输入: (hi,1),(hi,1)
输出:  (hi,2)

输入:(hive,1),(hive,1)
输出: (hive,2)

  ReduceTask2---->Reducer----->reduce(一次读入一组数据)

输入: (spark,1),(spark,1),(spark,1)
	输出:   (spark,3)
	
	输入: (wow,1) ,(wow,1),(wow,1)
	输出:   (wow,3)
	
	输入:(zoo,1),(zoo,1)(zoo,1)
	输出:   (zoo,3)

  ④调用OutPutFormat中的RecordWriter将Reducer输出的记录写出

  ReduceTask1---->OutPutFormat(默认TextOutPutFormat)------>RecordWriter(LineRecoreWriter)
  LineRecoreWriter将一个key-value以一行写出,key和alue之间使用\t分割

  在输出目录中,生成文件part-r-0000

hadoop	3
		hello	2
		hi	2
		hive	2

  ReduceTask2---->OutPutFormat(默认TextOutPutFormat)------>RecordWriter(LineRecoreWriter)
  LineRecoreWriter将一个key-value以一行写出,key和alue之间使用\t分割

  在输出目录中,生成文件part-r-0001

spark	3
		wow	3
		zoo	3

  MR总结

  Map阶段(MapTask): 切片(Split)-----读取数据(Read)-------交给Mapper处理(Map)------分区和排序(sort)

  Reduce阶段(ReduceTask): 拷贝数据(copy)------排序(sort)-----合并(reduce)-----写出(write)