MapReduce程式設計模型的要點

2021-06-16 20:05:07 字數 2661 閱讀 7475

背景

mapreduce現在基本已經成為分布式並行程式設計框架的bible,很多分布式計算引擎的實現[hadoop][ciel][twister][transformer][mr-mpi][phoenix][dryad]都將mapreduce作為乙個核心的程式設計模型。

mapreduce程式設計模型是什麼?

很多人都認為mapreduce只有這樣兩個過程構成:

map過程:map(k1,v1)list(k2,v2)

reduce過程:reduce(k2, list (v2))list(v3)

會找到一些圖來輔助對於mapreduce的理解:

哪些是mapreduce過程的關鍵點?

1)map階段的資料本地性的考慮。

2)map中間結果的歸併,由多個spill檔案歸併成乙個大檔案。

3)reduce拷貝資料的過程

對於乙個具體的問題,更多的時候,確定map、reduce過程的操作並不困難,關鍵的問題是mapreduce對於資料的組織和傳輸問題。

1)map是資料本地性、並行化的關鍵步驟。對於乙個大檔案,它起始位置放在**,如何對於map階段劃分成小檔案,如何協調小檔案的節點內部分發和task排程的配合。下面簡單介紹幾個開源版本的做法:

[hadoop]的成功在於hdfs與mapreduce程式設計模型的配合與協作。hdfs按照block來儲存大檔案,每個datanode儲存一定數量的block,這些block的元資料資訊可以通過hdfs的api獲得。hadoop根據block的個數初始化map的個數(預設方式),taskscheduler根據block的位置,排程乙個map task,這裡啟用了data locality,會首先將maptask排程到block所在的tasktracker節點。當然,在hadoop集群高負載的情況下,data locality的命中率不高,berkeley在[eurosys2010 delay scheduling]提出在不滿足data locality的情況下,讓該task等待一會,然後再被排程,這是排程問題,和上面討論的問題還不屬於乙個層次。

[nsdi11 ciel]它的開源版本叫做skywriting,使用的python開發的。該程式語言的好處,開發速度快,對於使用者而言寫程式入門特別低。ciel是乙個基於**的動態dag分布式計算框架,根據作業執行的需求,不斷**出新的task,它對於輸入資料管理之快基本沒有做什麼工作,只是使用乙個全域性的名字空間,保證對於不同節點上檔案檔案訪問的統一介面。例子:

input_data = [ref("ciel://host137/chunk0"),

ref("ciel://host223/chunk1"),

...];

curr = ...; // initial guess at the result.

這種做法的問題在於,使用者需要組織輸入大資料的切分和遷移。在我理解,乙個完整的程式設計模型,必須包括對於要處理資料的組織,不然這塊工作交由上層使用者來維護,體驗不好。

言歸正傳:它是怎麼組織資料給每個map呢?

通過mmap將本地檔案全部匯入記憶體中,然後啟用多個pthread執行緒,預設是8個,將檔案對映的記憶體區域,計算maptask的個數,並且按照maptask的個數切分mmap對映的記憶體,分別交給pthread來處理。在記憶體充足的情況下,把資料全部放在記憶體裡處理,並且沒有map到reduce階段的網路io和磁碟io的開銷,效能還是很不錯的。phoenix的設計從開始就面向的效能卓越的伺服器,這與hadoop架構在普通伺服器或者commodity machine的思想是不同的。

為了寫一篇有營養的文章,我準備接下來在hadoop mapreduce程式設計模型上多說幾句。

hadoop如何實現大檔案與多個maptask的對映

首先,我來給大家提幾個問題?

1)mapreduce處理一般都是大檔案,那麼大檔案要切分成各個小檔案才能處理嗎?

2)mapreduce的過程在什麼階段處理了大檔案,對它生成了索引檔案了嗎?

3)maptask的個數與檔案的什麼引數相關,程式可以設定嗎?

這些問題在初期寫hadoop程式的時候,困擾了我很久,後來隨著**的深入理解,問題才乙個又乙個地揭開。

jobsubmiiter在將作業提交給jobtracker之前,回答了上面所說的三個問題。

兩類split檔案:

在hadoop中有兩類split檔案,一類是the split meta information, 另外一類是the raw split information, the split meta information被jobtracker使用來構建tasks的資料本地性的組織結構,另外乙個類是 the raw split information 指定每乙個maptask需要讀取資料的位置。這兩個類分別為org.apache.hadoop.mapreduce.split.jobsplit.tasksplitmetainfo,org.apache.hadoop.mapreduce.split.splitmetainfo

jobsubmiiter處理生成split檔案的函式:(有注釋)

private  int writenewsplits(jobcontext job, path jobsubmitdir) throws ioexception,

interruptedexception, classnotfoundexception

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