• MapReduce算法模式


    读者是没有耐心的,我也没有,所以先说结论:你可以不用编程序,只要鼠标点几下拖动些图标,改改参数,就能完成过亿数据的分布处理程序。

    当然,这么理想的目标现在还没有达到,但路已经明明白白的展现在面前了,至少我们已经走了接近一半了。

    首先说明, MapReduce算法本身就来自于函数式编程,因此用FP的思路来进行算法构建是再合理不过的事情。之前的程序是用Haskell开发的,现在用Python重新写了一个版本。

    在做了一些MR的实际应用后,发现很多问题都有基本的算法模式,而且几个模式都很简单。后续会总结出来,这里说个该要:(自己总结的,比较山寨) 
    MapReduce算法模式

    1. 元模式: MR Chain 
    多个MapReduce过程可以串接起来,实现任意复杂的统计算法。 
    也可以称为 Data Flow 模式 
    2. Map模式 
    包括 Field count , Field Join 两个 
    3. Reduce 模式 
    KeyCount, Value Sum, NubCount, Value Join 
    核心思想

    (借用Java界的说法) 
    1. 数据流编程:源数据从MR网一端流入,在一个处理链中依次处理,获得最终结果,链可以有多个分支 
    2. 组合子编程:使用通用的 Mapper, Reducer 算子,组合起来实现复杂的功能, 
    这是一个相乘的过程,结合MR Chain,可以倍增处理的复杂度。 
    尽量保持每个算子的简单性和原子性,功能正交。 
    3. 函数柯里化:组合子可以通过参数定制,生成用户定义的函数 
    应用实例 
    输入数据

    时间                                  ip                    省份           用户uuid 
    "03-09-2008 17:11:10" 1987636648 "四川" "0CE12C9121CA8E2484440B4459781BDB" 
    "03-09-2008 17:11:15" 1018955844 "浙江" "19173BB499F4B0A62F19AFEB5BA5017A" 
    "03-09-2008 17:11:18" 2030878566 "广东" "B596B9655D2ACD4D449D5262C1B9D3BE" 
    "03-09-2008 17:11:19" 1947385333 "广东" "9CF2210902BBF421E9DF1CB384B65CC7" 
    "03-09-2008 17:11:24" 1964392548 "陕西" "7EBE2805FBDFAB3C7B11395CB76364F4" 
    "03-09-2008 17:11:35" 3722701596 "江苏" "CDA23CC1EBAC208168C8AF1C88D03E55" 
    "03-09-2008 17:11:09" 1034301425 "云南" "5573F458F859E35D7DDCA346FD1A35A8" 
    "03-09-2008 17:11:09" 1987636648 "四川" "0CE12C9121CA8E2484440B4459781BDB" 
    "03-09-2008 17:11:09" 1987636648 "四川" "0CE12C9121CA8E2484440B4459781BDB" 
    "03-09-2008 17:11:10" 1987636648 "四川" "0CE12C9121CA8E2484440B4459781BDB"

    统计需求

    各个省上报的uuid 的不重复数目, 
    每个uuid上报的次数 
    不同上报次数分别有多少人 
    处理过程

    串接的两个MR,第一个产生前两个需求的结果,获得的中间结果给第二个MR,得到第三个需求结果。

    任务描述

    test_tasks = { 
        'task1' : {'name' : 'task1', 
                   'input' : 'userinfo.test', 
                   'mrs' : [('province', ('', 'm_field_count(2)'), ['KeyCount', 'NubCount']), 
                            ('uuid', ('', 'm_field_count(3)'), ['KeyCount']), 
                            ], 
                   'output' : 'task1.out', 
                   'next' : ['task2'] 
                   },

        'task2' : {'name' : 'task2', 
                   'input' : 'task1.out', 
                   'mrs' : [('uuid_count_nub', ('c_uuid', 'm_field_join(1, 0)'), ['NubCount']) 
                            ], 
                   'output' : 'task2.out', 
                   'next' : [] 
        } 
    }

    通过框架读取任务描述,自动生成测试运行脚本,及4个程序:

    run.sh

    #!/bin/sh 
    cat userinfo.test | python task1_map.py | sort | python task1_reduce.py > task1.out 
    cat task1.out | python task2_map.py | sort | python task2_reduce.py > task2.out

    task1_map.py, task1_reduce.py, task2_map.py, task2_reduce.py 是自动生成的。

    执行测试:

    Task1:

    $ head -n 10 userinfo.test | ./task1_map.py | sort | python ./task1_reduce.py

    c_province_"云南" 1 
    nc_province_"云南" 1 
    c_province_"四川" 4 
    nc_province_"四川" 1 
    c_province_"广东" 2 
    nc_province_"广东" 1 
    c_province_"江苏" 1 
    nc_province_"江苏" 1 
    c_province_"浙江" 1 
    nc_province_"浙江" 1 
    c_province_"陕西" 1 
    nc_province_"陕西" 1 
    c_uuid_"0CE12C9121CA8E2484440B4459781BDB" 4 
    c_uuid_"19173BB499F4B0A62F19AFEB5BA5017A" 1 
    c_uuid_"5573F458F859E35D7DDCA346FD1A35A8" 1 
    c_uuid_"7EBE2805FBDFAB3C7B11395CB76364F4" 1 
    c_uuid_"9CF2210902BBF421E9DF1CB384B65CC7" 1 
    c_uuid_"B596B9655D2ACD4D449D5262C1B9D3BE" 1 
    c_uuid_"CDA23CC1EBAC208168C8AF1C88D03E55" 1

    Task2:

    $ head -n 10 userinfo.test | ./task1_map.py | sort | python ./task1_reduce.py | python task2_map.py  | sort | python task2_reduce.py

    nc_uuid_count_nub_1 6 
    nc_uuid_count_nub_4 1

    实际运行,扔到Hadoop上跑,前面的文章中说过了。

    整个过程中,只需要写一个配置文件,描述出各个任务,每个任务中的Map 和 Reduce 是什么即可。 
    后续工作

    完善框架,自动生成程序等。 
    收集整理 Mapper, Reducer 算子。 
    基于web或者gui 的MR Chain 设计器。

    转自:MapReduce算法模式

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