spark与mapreduce

本文解析了Spark为何被称为内存计算模型,并对比了Spark与MapReduce的不同之处,包括数据处理的效率提升、中间结果存储方式的变化及任务调度机制的改进。

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1,spark为什么称为内存计算模型?

第一,不是说spark的数据都加载到内存中进行计算就是内存计算模型了,基于冯诺依曼架构,任何计算不都是加载到内存中计算么?

第二个,数据集太大的话,例如到PB级,目前任何内存也处理不了

第三,实则是spark会把一部分数据集的子集加载进内存,然后这其中的一部分中间计算的结果存放在内存,方便下一步的计算,而不是大量中间结果写到HDFS中

2,spark的计算过程

划分stage:对Task进行分类

    ShuffleMapStage->Shuffle->ResultStage

Shuffle即是Reduce/GroupBy等操作

Spark底层shuffle的传输方式是使用netty传输,netty在进行网络传输的过程会申请堆外内存(netty是零拷贝),所以使用了堆外内存


3,spark解决mapreduce的问题,

  • 抽象层次低,需要手工编写代码来完成,使用上难以上手。
    • =>基于RDD的抽象,实数据处理逻辑的代码非常简短。。
  • 只提供两个操作,Map和Reduce,表达力欠缺。
    • =>提供很多转换和动作,很多基本操作如Join,GroupBy已经在RDD转换和动作中实现。
  • 一个Job只有Map和Reduce两个阶段(Phase),复杂的计算需要大量的Job完成,Job之间的依赖关系是由开发者自己管理的。
    • =>一个Job可以包含RDD的多个转换操作,在调度时可以生成多个阶段(Stage),而且如果多个map操作的RDD的分区不变,是可以放在同一个Task中进行。
  • 处理逻辑隐藏在代码细节中,没有整体逻辑
    • =>在Scala中,通过匿名函数和高阶函数,RDD的转换支持流式API,可以提供处理逻辑的整体视图。代码不包含具体操作的实现细节,逻辑更清晰。
  • 中间结果也放在HDFS文件系统中
    • =>中间结果放在内存中,内存放不下了会写入本地磁盘,而不是HDFS。
  • ReduceTask需要等待所有MapTask都完成后才可以开始
    • => 分区相同的转换构成流水线放在一个Task中运行,分区不同的转换需要Shuffle,被划分到不同的Stage中,需要等待前面的Stage完成后才可以开始。
  • 时延高,只适用Batch数据处理,对于交互式数据处理,实时数据处理的支持不够
    • =>通过将流拆成小的batch提供Discretized Stream处理流数据。
  • 对于迭代式数据处理性能比较差
    • =>通过在内存中缓存数据,提高迭代式计算的性能。

4,mapreduce的天然优势

对机器的要求更低

超大规模的简单计算有优势


5,总结

其实,MapReduce和Spark不是来源于同一篇论文么?

<think>好的,用户想了解SparkMapReduce在大数据处理框架中的区别。首先,我需要回顾一下两者各自的特点和架构。根据用户提供的引用资料,特别是引用[1]、[3]和[2],Hadoop MapReduceSpark都是处理大数据的流行工具,但它们在设计理念和性能上有显著不同。 首先,处理模型的不同。MapReduce是专门为批处理设计的,一次处理一个作业,前一个作业完成后才能开始下一个,这在引用[3]中有提到。而Spark支持批处理、流处理、交互式查询等多种处理模式,特别是通过内存计算提高速度,这一点应该作为主要区别之一。 然后,内存使用方面。MapReduce在每一步处理后将数据写入磁盘,导致较高的I/O开销。而Spark利用内存计算,将中间数据保留在内存中,减少了磁盘访问,从而提升了性能,尤其是在迭代算法中表现更好。需要确认引用中是否有相关支持,引用[3]提到Spark使用内存计算,而MapReduce是批处理。 接下来是延迟和性能。MapReduce适合处理超大规模数据但延迟较高,而Spark因为内存计算,延迟更低,适合需要快速响应的场景,比如实时处理。引用[3]指出Spark可以用于实时处理,而MapReduce只能批处理。 API和易用性方面,Spark提供了更丰富的API,如RDD、DataFrame等,支持Scala、Java、Python等多种语言,而MapReduce的API相对底层,编程更复杂。引用[4]提到API的稳定性和易用性,可能可以间接支持这一点,但需要具体到Spark的API特性。 容错机制的不同,MapReduce通过磁盘持久化实现容错,而Spark使用弹性分布式数据集(RDD)的血缘机制,通过重新计算丢失的分区来恢复数据,这也影响了它们的性能表现。 资源管理方面,两者都可以使用YARN,但Spark有自己的集群模式,而MapReduce依赖于YARN。引用[3]提到Spark使用自己的流处理API而不是YARN,这可能影响资源调度的灵活性。 另外,用户提供的引用[2]指出Spark需要仔细配置参数,如并行度和分区,而Flink需要注意内存分配。这可能意味着Spark在配置上更复杂,但具体到MapReduce的比较,需要强调Spark的配置优化对性能的影响更大。 总结这些差异后,需要组织成结构清晰的回答,分点说明每个区别,并确保每个点都有引用支持。同时,生成的相关问题应该覆盖性能分析、优化方法、适用场景和容错机制等方面,帮助用户进一步探索。 在回答过程中,要确保使用正确的中文术语,LaTeX格式正确,变量和术语用$符号包裹,独立公式单独成段。例如,提到内存计算时可能需要公式,但根据用户问题,可能不需要数学公式,但需要保持格式正确。 最后,检查引用是否准确,每个引用标识对应正确的资料内容,避免错误引用。例如,引用[3]讨论的是批处理和实时处理,引用[1]是总体比较,引用[2]提到配置参数的影响,引用[4]涉及API的稳定性,但主要比较可能集中在引用[1]、[3]和[2]上。 现在需要将这些点整合成一个结构清晰、分点明确的中文回答,并生成相关问题,确保符合用户给出的格式要求和引用规范。</think>### SparkMapReduce大数据处理框架对比 #### 一、核心架构差异 1. **处理模型** - **MapReduce** 采用纯批处理模型,作业之间完全独立,前一个任务完成后才能启动下一个任务[^3]。 - **Spark** 支持多模式处理(批处理、流处理、交互式查询),通过内存计算(In-Memory Computing)减少磁盘I/O,适合迭代式算法(如机器学习)[^1]。 2. **内存磁盘使用** - **MapReduce** 每一步操作(Map/Reduce)后需将数据写入HDFS磁盘,导致高延迟。 - **Spark** 通过弹性分布式数据集(RDD)将中间数据保留在内存中,仅必要时持久化到磁盘,性能提升可达100倍。 $$ \text{处理时间} \propto \frac{\text{数据规模}}{\text{内存带宽}} \quad (\text{Spark内存计算优势}) $$ #### 二、性能延迟 | 指标 | MapReduce | Spark | |---------------|-----------------|-------------------| | **任务延迟** | 分钟级 | 亚秒级(流处理) | | **适用场景** | 超大规模离线批处理 | 实时/近实时分析 | | **迭代任务** | 效率低(多次读写) | 高效(内存复用) | #### 三、API易用性 - **MapReduce** 需手动编写Map/Reduce函数,代码复杂度高。 - **Spark** 提供多语言API(Scala/Python/Java)及高层抽象(如DataFrame、Spark SQL),支持声明式编程[^4]。 示例代码(WordCount对比): ```python # Spark实现(Python) text_file = sc.textFile("hdfs://...") counts = text_file.flatMap(lambda line: line.split()).map(lambda word: (word, 1)).reduceByKey(lambda a,b: a+b) ``` ```java // MapReduce实现(Java) public static class Map extends Mapper<LongWritable, Text, Text, IntWritable> { public void map(...) { ... } // 需定义Map逻辑 } ``` #### 四、容错资源管理 1. **容错机制** - MapReduce依赖HDFS副本机制,通过重新执行失败任务恢复数据。 - Spark通过RDD血缘(Lineage)追踪数据生成过程,仅需重新计算丢失的分区[^2]。 2. **资源调度** - 两者均支持YARN,但Spark可独立运行(Standalone模式)或Mesos集成,灵活性更高[^3]。 #### 五、典型应用场景 - **MapReduce**:ETL清洗、历史日志分析(如Hadoop原生生态)。 - **Spark**:实时推荐系统(Spark Streaming)、交互式查询(Spark SQL)、图计算(GraphX)。 ---
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