Hadoop MapReduce

本文深入解析Hadoop MapReduce的工作原理,包括数据读取、Map处理、Reduce处理及结果输出流程。介绍了WordCount实例,从数据准备到执行过程,详细说明了依赖引入、代码实现及执行方法。

一:简介

MapReduce主要是先读取文件数据,然后进行Map处理,接着Reduce处理,最后把处理结果写到文件中。
在这里插入图片描述

Hadoop读取数据:通过InputFormat决定读取的数据的类型,然后拆分成一个个InputSplit,每个InputSplit(输入分片)对应一个Map处理,RecordReader读取InputSplit的内容给Map

  • InputFormat:输入格式,决定读取数据的格式,可以是文件或数据库等
  • InputSplit: 输入分片,代表一个个逻辑分片,并没有真正存储数据,只是提供了一个如何将数据分片的方法,通常一个split就是一个block。
  • RecordReader:将InputSplit拆分成一个个<key, value>对给Map处理

  • Mapper:主要是读取InputSplit的每一个Key,Value对并进行处理
  • Shuffle:对Map的结果进行合并、排序等操作并传输到Reduce进行处理
  • Combiner:
  • Reduce:对map进行统计
    1. select:直接分析输入数据,取出需要的字段数据即可
    2. where: 也是对输入数据处理的过程中进行处理,判断是否需要该数据
    3. aggregation: 聚合操作 min, max, sum
    4. group by: 通过Reducer实现
    5. sort:排序
    6. join: map join, reduce join
  • 输出格式: 输出格式会转换最终的键值对并写入文件。默认情况下键和值以tab分割,各记录以换行符分割。输出格式也可以自定义。

二:准备数据

echo "Hadoop Common\nHadoop Distributed File System\nHadoop YARN\nHadoop MapReduce " > /tmp/foobar.txt
hadoop fs -put /tmp/foobar.txt /wordcount/input
hadoop fs -cat /wordcount/input/foobar.txt

在这里插入图片描述

三:Word Count

统计文件中每个单词出现的次数。

  1. 引入依赖
<dependency>                                              
  <groupId>org.apache.hadoop</groupId>                    
  <artifactId>hadoop-common</artifactId>                  
  <version>3.2.1</version>                                
</dependency>                                             
                                                          
<dependency>                                              
  <groupId>org.apache.hadoop</groupId>                    
  <artifactId>hadoop-mapreduce-client-common</artifactId> 
  <version>3.2.1</version>                                
</dependency>                                             
                                                          
<dependency>                                              
  <groupId>org.apache.hadoop</groupId>                    
  <artifactId>hadoop-mapreduce-client-core</artifactId>   
  <version>3.2.1</version>                                
</dependency>                                             
  1. Java
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

import java.io.IOException;
import java.util.Iterator;
import java.util.StringTokenizer;

public class WordCount {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Configuration conf = new Configuration();
        // core-site.xml中配置的fs.defaultFS
        conf.set("fs.defaultFS", "hdfs://localhost:8020");

        Job job = Job.getInstance(conf, "word count");
        job.setJarByClass(WordCount.class);
        job.setMapperClass(WordCount.TokenizerMapper.class);
        job.setReducerClass(WordCount.IntSumReducer.class);
        job.setOutputKeyClass(Text.class);
        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);


        FileInputFormat.addInputPath(job, new Path("/wordcount/input/foobar.txt"));
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path("/wordcount/output"));

        // 等待job完成后退出
        System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
    }


    public static class TokenizerMapper extends Mapper<Object, Text, Text, IntWritable> {
        private static final IntWritable one = new IntWritable(1);
        private Text word = new Text();

        /**
         * map方法会调用多次,每行文本都会调用一次
         * @param key
         * @param value 每一行对应的文本
         * @param context
         */
        @Override
        public void map(Object key, Text value, Mapper<Object, Text, Text, IntWritable>.Context context) throws IOException, InterruptedException {
            StringTokenizer itr = new StringTokenizer(value.toString());

            while(itr.hasMoreTokens()) {
                // 每个单词
                String item = itr.nextToken();
                this.word.set(item);
                context.write(this.word, one);
            }
        }
    }


    public static class IntSumReducer extends Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable> {
        private IntWritable result = new IntWritable();

        /**
         * @param key 相同单词归为一组
         * @param values 根据key分组的每一项
         */
        @Override
        public void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable>.Context context) throws IOException, InterruptedException {
            System.out.println(key.toString());
            int sum = 0;

            Iterator iter = values.iterator();
            while (iter.hasNext()) {
                int value = ((IntWritable) iter.next()).get();
                sum += value;
            }

            this.result.set(sum);
            context.write(key, this.result);
        }
    }
}

四:执行.jar

在执行jar文件时需要指定mainClass, 否则会报错 RunJar jarFile [mainClass] args...

方式一:在命令行参数中指定mainClass

指定mainClass类的完全限定名hadoop jar xxx.jar <mainClass类的完全限定名>

mvn clean package
hadoop jar target/hadoop-mapreduce-wordcount-1.0-SNAPSHOT.jar org.example.WordCount
方式二:使用maven插件指定mainClass

配置maven-jar-plugin插件, 在插件中指定mainClass,在插件中配置了mainClass在命令行中就不需要再指定mainClass了。

<build>
	<plugins>
	  <plugin>
	    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
	    <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
	    <configuration>
	      <archive>
	        <manifest>
	          <addClasspath>true</addClasspath>
	          <classpathPrefix></classpathPrefix>
	          <mainClass>org.example.WordCount</mainClass>
	        </manifest>
	      </archive>
	    </configuration>
	  </plugin>
	</plugins>
</build>

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mvn clean package
hadoop jar target/hadoop-mapreduce-wordcount-1.0-SNAPSHOT.jar

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(Kriging_NSGA2)克里金模型结合多目标遗传算法求最优因变量及对应的最佳自变量组合研究(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了克里金模型(Kriging)与多目标遗传算法NSGA-II相结合的方法,用于求解最优因变量及其对应的最佳自变量组合,并提供了完整的Matlab代码实现。该方法首先利用克里金模型构建高精度的代理模型,逼近复杂的非线性系统响应,减少计算成本;随后结合NSGA-II算法进行多目标优化,搜索帕累托前沿解集,从而获得多个最优折衷方案。文中详细阐述了代理模型构建、算法集成流程及参数设置,适用于工程设计、参数反演等复杂优化问题。此外,文档还展示了该方法在SCI一区论文中的复现应用,体现了其科学性与实用性。; 适合人群:具备一定Matlab编程基础,熟悉优化算法和数值建模的研究生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事仿真优化、实验设计、代理模型研究的相关领域工作者。; 使用场景及目标:①解决高计算成本的多目标优化问题,通过代理模型降低仿真次数;②在无法解析求导或函数高度非线性的情况下寻找最优变量组合;③复现SCI高水平论文中的优化方法,提升科研可信度与效率;④应用于工程设计、能源系统调度、智能制造等需参数优化的实际场景。; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码逐段理解算法实现过程,重点关注克里金模型的构建步骤与NSGA-II的集成方式,建议自行调整测试函数或实际案例验证算法性能,并配合YALMIP等工具包扩展优化求解能力。
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