MapReduce整体流程简述

本文详细解析了MapReduce的工作机制,包括如何通过滑动窗口对HDFS中的block进行切片,以及mapTask和reduceTask的具体操作流程。阐述了数据切片、排序、归并及分组等关键步骤。

在这里插入图片描述
输入:
以滑动窗口的形式对hdfs中的block切片,split, 切片的大小默认==block大小,实际情况还需要根据计算形式:cpu密集型还是I/O频繁型来决定,切片的大小,split切片可大于,也可小于block大小
mapTask:
每一个split中的每一条记录,记录可以用任何标识符分割,每一条记录调用一次map方法,map方法的输出是[K,V],经过计算,得到的输出是[K,V,P]
[K,V,P]存入内存缓冲区,内存buffer默认大小为100MB,在内存中先进行一次快速排序,也是一个二次排序,先按分区P排序,再按K排序,排序的结果是分区有序,分区内K有序,
当map没有输出,溢写的多个小文件,进行了归并排序,得到了一个大文件,分区有序,分区内K有序
reduceTask:
shuffer,洗牌,每一个reduce都有自己的分区号,去mapTask中拉取自己分区号的数据
拉取的数据是多个小文件,这些小文件是内部K有序,外部无序的状态,归并排序后,得到一个大文件,这个文件是中,K是有序的,最终实现了分组,group,相同K的数据放在一起,分组是K值相同实现的
每一组调用一次reduce方法
输出:
reduceTask把输出结果写入hdfs,按照hdfs写流程,就完成了整个操作

### MapReduce与Hadoop的关系及作用 Hadoop是一个分布式计算框架,主要用于处理大规模数据集。它由两个核心组件组成:HDFS(Hadoop Distributed File System)和MapReduce[^2]。HDFS负责存储海量数据,而MapReduce则是用于并行处理这些数据的软件框架。 #### 1. **MapReduce在Hadoop中的角色** MapReduce是Hadoop的核心计算模型之一,专门设计用于批处理任务。它的主要功能是对大规模数据进行分布式计算。MapReduce的工作流程分为两个主要阶段:Map阶段和Reduce阶段[^3]。 - **Map阶段**:将输入数据分割成小块,并行处理每一块数据,生成中间结果(键值对)。这一阶段的主要任务是将原始数据转化为适合后续处理的形式。 - **Reduce阶段**:接收Map阶段生成的中间结果,对其进行汇总、聚合等操作,最终生成输出结果。此阶段的结果通常会存储到HDFS中[^1]。 #### 2. **MapReduce的特点** MapReduce的一个显著特点是适合批处理任务,但不适合实时计算场景。这是因为其计算机制需要经历多个阶段(如Map、Shuffle、Reduce),这会导致一定的延迟[^1]。 #### 3. **Hadoop与MapReduce的协同工作** Hadoop通过HDFS提供了一个高可靠性和高可用性的分布式文件系统,用于存储海量数据。而MapReduce则利用HDFS中的数据进行分布式计算。具体来说,MapReduce的任务会被分配到不同的节点上运行,每个节点只处理本地磁盘上的数据块,从而减少网络传输开销。这种设计遵循了“计算向数据靠拢”的原则[^5]。 #### 4. **MapReduce的具体执行过程** 在实际运行过程中,MapReduce的执行流程包括以下几个关键步骤: - **复制阶段**:Reducer从完成的Map任务中复制输出数据。此阶段通过HTTP协议实现,NodeManager负责管理Reduce任务的执行[^4]。 - **合并排序阶段**:Reduce任务会对复制来的中间结果进行合并和排序,确保数据按照键值有序排列。 - **Reduce阶段**:最终执行Reduce函数,生成最终结果并存储到HDFS中。 以下是MapReduce的一个简单代码示例,展示如何使用Python实现基本的MapReduce逻辑: ```python def map_function(data): # 将输入数据转换为键值对 for line in data: words = line.split() for word in words: yield (word, 1) def reduce_function(key, values): # 对键值对进行汇总 return (key, sum(values)) # 示例数据 data = ["hello world", "hello hadoop", "world hadoop"] # Map阶段 intermediate = list(map_function(data)) # Shuffle阶段(简化版) from collections import defaultdict shuffled = defaultdict(list) for key, value in intermediate: shuffled[key].append(value) # Reduce阶段 result = {key: reduce_function(key, values) for key, values in shuffled.items()} print(result) ``` #### 5. **总结** Hadoop和MapReduce之间的关系可以概括为:Hadoop提供了分布式存储和计算的整体解决方案,其中HDFS负责数据存储,MapReduce负责数据计算。两者共同协作,能够高效地处理大规模数据集[^2]。 --- ###
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