MapReduce相关的几道面试题

转载自微信公众号hadoop123

  1. 现有100TB的用户查询词(从搜索引擎日志中提取出来的),如何用MapReduce计算出现次数最多的K个查询词?如何对你设计的算法进行优化?考虑的优化点有:如果一个查询词出现次数非常多,产生的负载倾斜问题会不会导致你的算法性能非常低下,等等。
  2. 现有100TB的网页文档(文档库),很容易统计出每个文档中每两个词(词对)出现频率,设计一个MapReduce算法统计出现在超过10个文档中的词对,比如以下文档 I am a good man
    那么词对有I am,I a,I good, I man, a man, am good ……
    设计出算法之后,尝试考虑从以下几点进行优化:
    (1)在Map阶段,一个Map Task可能会输出大量的临时数据,这可能会带来什么性能问题?如何对其进行优化?
    (2)假设现在有一个词频表,已经统计出了文档库中每个词出现的频率,怎么利用这个词频表优化你的mapreduce程序?
    (3)如果词频表非常大,内存放不下,有哪些数据结构可以节省内存?
    (4)如果尝试使用各种数据结构后,词频表仍无法保存到内存中,如何进行解决该问题?
  3. 目前有很多基于MapReduce的数据挖掘库、机器学习库和图算法库,尝试基于MapReduce实现最短路径算法。
  4. Hadoop MapReduce提供了什么机制允许一个作业的各个任务间共享只读文件?尝试描述该机制的工作原理。
  5. 请描述MapReduce中shuffle阶段的工作流程?如何优化shuffle阶段?
  6. 一个MapReduce作业的Map Task数目是如何决定的?一般情况下,在Hadoop中,一个处理文本文件的作业的Map Task是如何计算的?
  7. 什么叫数据本地性?Hadoop采用了哪些机制提高任务的数据本地性?
  8. 描述Hadoop MapReduce的容错机制。
  9. MapReduce中Partitioner的作用是什么,哪些情况下需要自定义Parititioner?
  10. MapReduce中Combiner的作用是什么,它一般用于哪些场景?举出一个不能使用Combiner的例子。
  11. MapReduce中排序发生在哪几个阶段?这些排序是否可以避免,为什么?
  12. 编写MapReduce作业时,如何做到在Reduce阶段,先对key排序,再对value排序?
  13. 如何使用MapReduce实现两表join,可考虑以下几种情况:(1)一个表大,一个表小(可放到内存中) (2)两个表均是大表
  14. 如何使用MapReduce实现全排序(即数据全局key有序)? 你给出的算法可能要求仅启动一个Reduce Task,那么如何对算法改进,可以同时启动多个Reduce Task提高排序效率。
  15. 如何对MapReduce作业进行调优(可从参数配置、程序编写等角度说明)
  16. 电话面试,请描述MapReduce的设计架构。
  17. 如果对MapReduce系统进行调优(可从操作系统配置、参数配置等角度说明)
  18. Hadoop MapReduce中资源管理模型是怎样的,有什么缺点,如何改进?
  19. 解释什么是Capacity Scheduler?
  20. Hadoop 2.0中YARN是什么?(最近部分明年毕业的同学找工作过程遇到了关于YARN的笔试题,比如今天的EMC笔试题)
  21. YARN和MapReduce有什么关系?
<think>我们正在处理一个关于MapReduce面试题的需求。用户明确要求查找“MapReduce面试题及答案解析”。根据之前的引用内容,我们有三个相关引用片段:[^1]:提到“MapReduce面试题参考答案(一)”,并说明这是面试题答案的关键点,需要自行扩展。[^2]:提到“MapReduce面试题(详解)”,其中包含map和reduce数量的决定、配置,以及combiner的使用,MR运行流程(特别是shuffle阶段)等。[^3]:提到“98道常见Hadoop面试题及答案解析(一)”,内容涉及JobTracker和TaskTracker,与NameNode和DataNode的对应关系,以及MapReduce的执行线索(jobclient,JobTracker,TaskTracker)。由于用户需要的是面试题及答案解析,我们将结合这些引用内容,并补充常见的MapReduce面试题来组织回答。注意:我们引用的内容只是参考,需要扩展和丰富。因此,我们将列出一些常见的MapReduce面试题,并给出详细的答案解析。回答结构:1.介绍MapReduce面试题的重要性。2.分点列出常见的面试题,并给出答案解析(每个问题单独成段,答案详细)。3.在适当的地方引用提供的参考内容。由于用户要求使用中文,并且需要结构清晰,我们将按照问题分类进行组织。开始回答:</think>### MapReduce面试题及答案解析 MapReduce作为Hadoop的核心计算框架,是分布式系统面试的重点。以下是高频面试题及详细解析: --- #### **1. MapReduce执行流程(必背)** **问题**:描述MapReduce作业的完整执行流程? **答案**: 1. **Input Split**:输入数据被切分为固定大小的分片(如128MB)。 2. **Map阶段**:每个Mapper处理一个分片,输出键值对(如`<word, 1>`)。 3. **Shuffle阶段**(核心): - **Partition**:按Key的哈希值分配到不同Reducer分区。 - **Sort & Merge**:每个分区内按键排序,合并相同Key的值(如`<word, [1,1]>`)。 - **Combiner**(可选):本地聚合减少网络传输(如`<word, 2>`)。 4. **Reduce阶段**:Reducer处理聚合后的数据,生成最终结果(如`<word, total_count>`)。 5. **Output**:结果写入HDFS[^3]。 > **关键点**:Shuffle阶段是性能瓶颈,涉及网络传输和磁盘I/O[^2]。 --- #### **2. Map和Reduce数量的决定因素** **问题**:Map和Reduce任务数量由什么决定?如何配置? **答案**: - **Map数量**: - 由输入数据分片数决定(如1个128MB文件对应1个Map)。 - 可通过`mapreduce.input.fileinputformat.split.minsize`调整分片大小。 - **Reduce数量**: - 默认1个,通过`mapreduce.job.reduces`参数设置。 - 建议设置为集群可用Reduce槽位的0.95~1.75倍以平衡负载[^2]。 --- #### **3. Combiner的优化作用** **问题**:什么场景必须使用Combiner?什么场景避免使用? **答案**: - **适用场景**:满足结合律的操作(如求和、最大值),能显著减少Shuffle数据量。 ```java // 示例:词频统计的Combiner(与Reducer逻辑相同) combiner.reduce(key, values) { sum = 0; for (value : values) sum += value; output(key, sum); } ``` - **避免场景**: - 非幂等操作(如平均值计算,需保留原始值)。 - 数据顺序敏感的操作(如中位数)[^2]。 --- #### **4. Shuffle阶段详解(高频)** **问题**:描述Shuffle阶段的具体流程? **答案**: 1. **Map端**: - 输出写入环形内存缓冲区(默认100MB)。 - 缓冲区达阈值(80%)时,溢写(Spill)到磁盘并排序。 - 多次溢写文件合并为一个文件。 2. **Reduce端**: - 通过HTTP拉取对应分区的数据。 - 内存中合并排序后交给Reduce函数处理[^3]。 > **优化点**:调整`mapreduce.task.io.sort.mb`(缓冲区大小)减少磁盘I/O。 --- #### **5. JobTracker与TaskTracker的作用** **问题**:JobTracker和TaskTracker的功能区别? **答案**: - **JobTracker**(主节点): - 资源调度:分配Map/Reduce任务到TaskTracker。 - 容错管理:监控任务状态,失败时重新调度。 - **TaskTracker**(工作节点): - 执行任务:运行Map/Reduce任务并上报心跳。 - 资源上报:向JobTracker反馈槽位和资源使用[^3]。 > **注意**:YARN架构中二者被ResourceManager和NodeManager取代。 --- #### **6. 数据倾斜的解决方案** **问题**:如何处理Reduce阶段的数据倾斜? **答案**: - **预处理**:采样分析Key分布,重写Partitioner逻辑分散热点Key。 - **Combiner优化**:减少Mapper到Reducer的数据量。 - **Secondary Sort**:对Value二次排序避免单Reducer过载。 - **增加Reducer数量**:扩大并行度分担负载。 --- #### **7. MapReduce与Spark对比** **问题**:MapReduce相比Spark的优缺点? **答案**: - **优点**: - 高容错性:基于磁盘存储,适合超大规模数据。 - 成熟稳定:Hadoop生态广泛支持。 - **缺点**: - 性能低:多阶段磁盘I/O,迭代计算效率差。 - 编程复杂:需手动实现Mapper/Reducer逻辑[^1]。 ---
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