大數據時代之hadoop:了解hadoop數據流(生命周期)
了解hadoop,首先就需要先了解hadoop的數據流,就像了解servlet的生命周期似的。hadoop是一個分布式存儲(hdfs)和分布式計算框架(mapreduce),但是hadoop也有一個很重要的特性:hadoop會將mapreduce計算移動到存儲有部分數據的各臺機器上。
術語
MapReduce 作業(job)是客戶端需要執行的一個工作單元:它包括輸入數據、mapreduce程序和配置信息。hadoop將作業分成若干個小任務(task)來執行,其中包括兩類任務:map任務和reduce任務。
有兩類節點控制著作業執行過程:一個jobtracker及一系列tasktracker。 jobtracker通過調度tasktracker上運行的任務,來協調所有運行在系統上的作業。tasktracker在運行任務的同時將運行進度報 告發送給jobtracker,jobtracker由此記錄每項作業任務的整體進度情況。如果其中一個任務失敗,jobtracker可以在另外一個 tasktracker節點上重新調度該任務。
輸入
hadoop將mapreduce的輸入數據劃分成等長的小數據塊,稱為輸入分片(input split)或簡稱分片。hadoop為每個分片構建一個map任務,并由該任務來運行用戶自定義的map函數從而處理分片中的每條記錄。 對于大多數作業來說,一個合理的分片大小趨向于HDFS的一個塊的大小,默認是64M,不過可以針對集群調整這個默認值。分片的大小一定要根據運行的任務來定,如果分片過小,那么管理分片的總時間和構建map任務的總時間將決定著作業的整個執行時間。
hadoop在存儲有輸入數據的節點上運行map任務,可以獲得最佳性能,這就是所謂的數據本地化優化。 因為塊是hdfs存儲數據的最小單元,每個塊可以在多個節點上同時存在(備份),一個文件被分成的各個塊被隨機分部在多個節點上,因此如果一個map任務 的輸入分片跨越多個數據塊,那么基本上沒有一個節點能夠恰好同時存在這幾個連續的數據塊,那么map任務就需要首先通過網絡將不存在于此節點上的數據塊遠 程復制到本節點上再運行map函數,那么這種任務顯然效率非常低。
輸出
map任務將其輸出寫入到本地磁盤,而非HDFS。這是因為map的輸出是中間結果:該中間結果有reduce任務處理后才產生最終結果(保存在hdfs中)。而一旦作業完成,map的輸出結果可以被刪除。
reduce任務并不具備數據本地化優勢:單個reduce任務的輸入通常來自于所有的mapper任務的輸出。reduce任務的輸出通常存儲于HDFS中以實現可靠存儲。
數據流
作業根據設置的reduce任務的個數不同,數據流也不同,但大同小異。reduce任務的數量并非由輸入數據的大小決定的,而是可以通過手動配置指定的。
單個reduce任務
多個reduce任務
如果是多個reduce任務的話,則每個map任務都會對其輸出進行分區(partition),即為每個reduce任務創建一個分區。分區有用戶定義的分區函數控制,默認的分區器(partitioner) 通過哈希函數來分區。
map任務和reduce任務之間的數據流稱為shuffle(混洗)。
沒有reduce任務
當然也可能出現不需要執行reduce任務的情況,即數據可以完全的并行。
combiner(合并函數)
順便在這說下combiner吧,hadoop運行用戶針對map任務的輸出指定一個合并函數,合并函數的輸出作為reduce函數的輸入。其實合并函數 就是一個優化方案,說白了就是在map任務執行后在本機先執行合并函數(通常就是reduce函數的拷貝),減少網絡傳輸量。