Hadoop进阶学习---MapReduce分布式计算架构

Hadoop 中 MapReduce 分布式计算框架深度解析 通过其独特的编程模型、架构以及丰富的优化策略,它能够满足各种大数据应用场景的需求。从简单的单词计数到复杂的日志分析、数据挖掘和机器学习数据预处理,MapReduce 在大数据处理领域都有着广泛的应用。随着大数据技术的不断发展,MapReduce 也在不断演进和完善,与其他技术如 Spark 等相互补充,为大数据处理带来更多的可能性。本文将深入探讨 Hadoop 中 MapReduce 的原理、架构、编程实现以及应用场景,并通过丰富的图示和示例来帮助读者理解这一强大的分布式计算框架。这就是数据本地化优化。 阅读详情

1.单词统计流程(文字简单描述)

已知文件内容:
hadoop hive hadoop spark hive
flink hive linux hive mysql
计算每个单词出现的次数
在这里插入图片描述

2.MR底层计算原理[重点]

在这里插入图片描述

MAP阶段

第一阶段是把输入目录下文件按照一定的标准逐个进行逻辑切片,形成切片规划。默认情况下Split size 等于 Block size。每一个切片由一个MapTask处理(当然也可以通过参数单独修改split大小)

第二阶段是对切片中的数据按照一定的规则解析成对。默认规则是把每一行文本内容解析成键值对。key是每一行的起始位置(单位是字节),value是本行的文本内容。(TextInputFormat)

第三阶段是调用Mapper类中的map方法。上阶段中每解析出来的一个,调用一次map方法。每次调用map方法会输出零个或多个键值对

第四阶段是按照一定的规则对第三阶段输出的键值对进行分区。默认是只有一个区。分区的数量就是Reducer任务运行的数量。默认只有一个Reducer任务

第五阶段是对每个分区中的键值对进行排序。首先,按照键进行排序,对于键相同的键值对,按照值进行排序。比如三个键值对<2,2>、<1,3>、<2,1>,键和值分别是整数。那么排序后的结果是<1,3>、<2,1>、<2,2>

如果有第六阶段,那么进入第六阶段;如果没有,直接输出到文件中
第六阶段是对数据进行局部聚合处理,也就是combiner处理。键相等的键值对会调用一次reduce方法。经过这一阶段,数据量会减少。本阶段默认是没有的。

SHUFFLE阶段

shuffle是Mapreduce的核心,它分布在Mapreduce的map阶段和reduce阶段。一般把从Map产生输出开始到Reduce取得数据作为输入之前的过程称作shuffle。
**Collect阶段:**将MapTask的结果输出到默认大小为100M的环形缓冲区,保存的是key/value,Partition分区信息等
**Spill阶段:**当内存中的数据量达到一定的阀值(80%)的时候,就会将数据写入本地磁盘,在将数据写入磁盘之前需要对数据进行一次排序的操作,如果配置了combiner,还会将有相同分区号和key的数据进行排序
**Merge阶段:**把所有溢出的临时文件进行一次合并操作,以确保一个MapTask最终只产生一个中间数据文件
Copy阶段: ReduceTask启动Fetcher线程到已经完成MapTask的节点上复制一份属于自己的数据,这些数据默认会保存在内存的缓冲区中,当内存的缓冲区达到一定的阀值的时候,就会将数据写到磁盘之上
**Merge阶段:**在ReduceTask远程复制数据的同时,会在后台开启两个线程对内存到本地的数据文件进行合并操作。
**Sort阶段:**在对数据进行合并的同时,会进行排序操作,由于MapTask阶段已经对数据进行了局部的排序,ReduceTask只需保证Copy的数据的最终整体有效性即可

REDUCE阶段

第一阶段是Reducer任务会主动从Mapper任务复制其输出的键值对。Mapper任务可能会有很多,因此Reducer会复制多个Mapper的输出。

第二阶段是把复制到Reducer本地数据,全部进行合并,即把分散的数据合并成一个大的数据。再对合并后的数据排序。

第三阶段是对排序后的键值对调用reduce方法。键相等的键值对调用一次reduce方法,每次调用会产生零个或者多个键值对。最后把这些输出的键值对写入到HDFS文件中。

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Yan_bigdata
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