MIT 6.824 Lab1 MapReduce

这篇博客详细介绍了MIT 6.824 Lab1中MapReduce的基本实现,包括Coordinator和Worker的数据结构及功能。Worker注册、任务请求与执行过程被详细阐述,同时讨论了宕机处理策略,如何避免任务重复执行的问题。完整代码和实验详情可在MIT-6.24 lab代码库中找到。

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概述

本文章主要讲述lab1的基本实现思路,具体的实验要求见MIT-Lab1。实验代码见Lab代码

基本需求

  • 一个Coordinator管理多个Worker,通过RPC进行通信
  • Worker向Corrdinator请求任务,Coordinator向Worker分配任务
  • Coordinator能够处理Worker Crash

基本数据结构

Coordinator

type Coordinator struct {
   
	// Your definitions here.
	nReduce     int
	nMap        int
	workerLists sync.Map
	startReduce chan bool

	// MapTask
	muMapTask       sync.Mutex
	mapTaskNeedExec int
	mapTaskLists    []*MapTask
	mapTaskQueue    chan *MapTask

	// ReduceTask
	muReduceTask       sync.Mutex
	reduceTaskNeedExec int
	reduceTaskLists    []*ReduceTask
	reduceTaskQueue    chan *ReduceTask
}

workerLists用来管理Worker所有Worker的状态,mapTaskQueue和reduceTaskQueue为并发队列,用于Worker并发获取任务,mapTaskLists和reduceTaskLists用于存储所有的Task。

Worker

type worker struct {
   
	id       string
	nReduce  int
	needExit chan bool
}

needExit同于判断当前Worker是否可以退出,即所有任务已经完成。

具体功能

Worker注册

每个Worker新加入集群时,都要向Coordinator发起注册,Coordinator收到注册请求后,会进行合法性判断,如果合法则加入到workerLists中

// worker.go
func (w *worker) register() {
   
	w.id = strconv.Itoa(os.Getpid())
	reply := RegisterReply{
   }
	args := RegisterArgs{
   WorkerID: w.id}
	call("Coordinator.Register", &args, &reply)
	w.nReduce = reply.ReduceNum
}

// coordinator.go
func (c *Coordinator) Register(args *RegisterArgs, reply *RegisterReply) error {
   
	workerID := args.WorkerID
	_, exist := c.workerLists.Load(workerID)

	if exist {
   
		return errors.New(ErrDuplicateWorker)
	}
	reply.ReduceNum = c.nReduce
	worker := workerRecord
MIT 6.824 课程的 Lab1 是关于 Map 的实现,这里单介绍一下实现过程。 MapReduce 是一种布式计算模型,它可以用来处理大规模数据集。MapReduce 的核心想是将数据划分为多个块,每个块都可以在不同的节点上并行处理,然后将结果合并在一起。 在 Lab1 中,我们需要实现 MapReduce 的基本功能,包括 Map 函数、Reduce 函数、分区函数、排序函数以及对作业的整体控制等。 首先,我们需要实现 Map 函数。Map 函数会读取输入文件,并将其解析成一系列键值对。对于每个键值对,Map 函数会将其传递给用户定义的 Map 函数,生成一些新的键值对。这些新的键值对会被分派到不同的 Reduce 任务中,进行进一步的处理。 接着,我们需要实现 Reduce 函数。Reduce 函数接收到所有具有相同键的键值对,并将它们合并成一个结果。Reduce 函数将结果写入输出文件。 然后,我们需要实现分区函数和排序函数。分区函数将 Map 函数生成的键值对映射到不同的 Reduce 任务中。排序函数将键值对按键进行排序,确保同一键的所有值都被传递给同一个 Reduce 任务。 最后,我们需要实现整个作业的控制逻辑。这包括读取输入文件、调用 Map 函数、分区、排序、调用 Reduce 函数以及写入输出文件。 Lab1 的实现可以使用 Go 语言、Python 或者其他编程语言。我们可以使用本地文件系统或者分布式文件系统(比如 HDFS)来存储输入和输出文件。 总体来说,Lab1 是一个比较简单的 MapReduce 实现,但它奠定了 MapReduce 的基础,为后续的 Lab 提供了良好的基础。
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