YARN的Memory和CPU调优配置详解
Hadoop YARN同时支持内存和CPU两种资源的调度，本文介绍如何配置YARN对内存和CPU的使用。
YARN作为一个资源调度器，应该考虑到集群里面每一台机子的计算资源，然后根据application申请的资源进行分配Container。Container是YARN里面资源分配的基本单位，具有一定的内存以及CPU资源。
在YARN集群中，平衡内存、CPU、磁盘的资源的很重要的，根据经验，每两个container使用一块磁盘以及一个CPU核的时候可以使集群的资源得到一个比较好的利用。
内存配置
关于内存相关的配置可以参考hortonwork公司的文档Determine HDP Memory Configuration Settings来配置你的集群。
YARN以及MAPREDUCE所有可用的内存资源应该要除去系统运行需要的以及其他的hadoop的一些程序，总共保留的内存=系统内存+HBASE内存。
可以参考下面的表格确定应该保留的内存：
| 每台机子内存 | 系统需要的内存 | HBase需要的内存 |
|---|---|---|
| 4GB | 1GB | 1GB |
| 8GB | 2GB | 1GB |
| 16GB | 2GB | 2GB |
| 24GB | 4GB | 4GB |
| 48GB | 6GB | 8GB |
| 64GB | 8GB | 8GB |
| 72GB | 8GB | 8GB |
| 96GB | 12GB | 16GB |
| 128GB | 24GB | 24GB |
| 255GB | 32GB | 32GB |
| 512GB | 64GB | 64GB |
计算每台机子最多可以拥有多少个container，可以使用下面的公式:
containers = min (2*CORES, 1.8*DISKS, (Total available RAM) / MIN_CONTAINER_SIZE)
说明：
- CORES为机器CPU核数
- DISKS为机器上挂载的磁盘个数
- Total available RAM为机器总内存
- MIN_CONTAINER_SIZE是指container最小的容量大小，这需要根据具体情况去设置，可以参考下面的表格：
| 每台机子可用的RAM | container最小值 |
|---|---|
| 小于4GB | 256MB |
| 4GB到8GB之间 | 512MB |
| 8GB到24GB之间 | 1024MB |
| 大于24GB | 2048MB |
每个container的平均使用内存大小计算方式为：
RAM-per-container = max(MIN_CONTAINER_SIZE, (Total Available RAM) / containers))
通过上面的计算，YARN以及MAPREDUCE可以这样配置：
| 配置文件 | 配置设置 | 默认值 | 计算值 |
|---|---|---|---|
| yarn-site.xml | yarn.nodemanager.resource.memory-mb | 8192 MB | = containers * RAM-per-container |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.minimum-allocation-mb | 1024MB | = RAM-per-container |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.maximum-allocation-mb | 8192 MB | = containers * RAM-per-container |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.resource.mb | 1536 MB | = 2 * RAM-per-container |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.command-opts | -Xmx1024m | = 0.8 * 2 * RAM-per-container |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.memory.mb | 1024 MB | = RAM-per-container |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.memory.mb | 1024 MB | = 2 * RAM-per-container |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.java.opts | = 0.8 * RAM-per-container | |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.java.opts | = 0.8 * 2 * RAM-per-container |
举个例子：对于128G内存、32核CPU的机器，挂载了7个磁盘，根据上面的说明，系统保留内存为24G，不适应HBase情况下，系统剩余可用内存为104G，计算containers值如下：
containers = min (2*32, 1.8* 7 , (128-24)/2) = min (64, 12.6 , 51) = 13
计算RAM-per-container值如下：
RAM-per-container = max (2, (124-24)/13) = max (2, 8) = 8
你也可以使用脚本yarn-utils.py来计算上面的值：
#!/usr/bin/env python
import optparse
from pprint import pprint
import logging
import sys
import math
import ast
''' Reserved for OS + DN + NM, Map: Memory => Reservation '''
reservedStack = { 4:1, 8:2, 16:2, 24:4, 48:6, 64:8, 72:8, 96:12,
128:24, 256:32, 512:64}
''' Reserved for HBase. Map: Memory => Reservation '''
reservedHBase = {4:1, 8:1, 16:2, 24:4, 48:8, 64:8, 72:8, 96:16,
128:24, 256:32, 512:64}
GB = 1024
def getMinContainerSize(memory):
if (memory <= 4):
return 256
elif (memory <= 8):
return 512
elif (memory <= 24):
return 1024
else:
return 2048
pass
def getReservedStackMemory(memory):
if (reservedStack.has_key(memory)):
return reservedStack[memory]
if (memory <= 4):
ret = 1
elif (memory >= 512):
ret = 64
else:
ret = 1
return ret
def getReservedHBaseMem(memory):
if (reservedHBase.has_key(memory)):
return reservedHBase[memory]
if (memory <= 4):
ret = 1
elif (memory >= 512):
ret = 64
else:
ret = 2
return ret
def main():
log = logging.getLogger(__name__)
out_hdlr = logging.StreamHandler(sys.stdout)
out_hdlr.setFormatter(logging.Formatter(' %(message)s'))
out_hdlr.setLevel(logging.INFO)
log.addHandler(out_hdlr)
log.setLevel(logging.INFO)
parser = optparse.OptionParser()
memory = 0
cores = 0
disks = 0
hbaseEnabled = True
parser.add_option('-c', '--cores', default = 16,
help = 'Number of cores on each host')
parser.add_option('-m', '--memory', default = 64,
help = 'Amount of Memory on each host in GB')
parser.add_option('-d', '--disks', default = 4,
help = 'Number of disks on each host')
parser.add_option('-k', '--hbase', default = "True",
help = 'True if HBase is installed, False is not')
(options, args) = parser.parse_args()
cores = int (options.cores)
memory = int (options.memory)
disks = int (options.disks)
hbaseEnabled = ast.literal_eval(options.hbase)
log.info("Using cores=" + str(cores) + " memory=" + str(memory) + "GB" +
" disks=" + str(disks) + " hbase=" + str(hbaseEnabled))
minContainerSize = getMinContainerSize(memory)
reservedStackMemory = getReservedStackMemory(memory)
reservedHBaseMemory = 0
if (hbaseEnabled):
reservedHBaseMemory = getReservedHBaseMem(memory)
reservedMem = reservedStackMemory + reservedHBaseMemory
usableMem = memory - reservedMem
memory -= (reservedMem)
if (memory < 2):
memory = 2
reservedMem = max(0, memory - reservedMem)
memory *= GB
containers = int (min(2 * cores,
min(math.ceil(1.8 * float(disks)),
memory/minContainerSize)))
if (containers <= 2):
containers = 3
log.info("Profile: cores=" + str(cores) + " memory=" + str(memory) + "MB"
+ " reserved=" + str(reservedMem) + "GB" + " usableMem="
+ str(usableMem) + "GB" + " disks=" + str(disks))
container_ram = abs(memory/containers)
if (container_ram > GB):
container_ram = int(math.floor(container_ram / 512)) * 512
log.info("Num Container=" + str(containers))
log.info("Container Ram=" + str(container_ram) + "MB")
log.info("Used Ram=" + str(int (containers*container_ram/float(GB))) + "GB")
log.info("Unused Ram=" + str(reservedMem) + "GB")
log.info("yarn.scheduler.minimum-allocation-mb=" + str(container_ram))
log.info("yarn.scheduler.maximum-allocation-mb=" + str(containers*container_ram))
log.info("yarn.nodemanager.resource.memory-mb=" + str(containers*container_ram))
map_memory = container_ram
reduce_memory = 2*container_ram if (container_ram <= 2048) else container_ram
am_memory = max(map_memory, reduce_memory)
log.info("mapreduce.map.memory.mb=" + str(map_memory))
log.info("mapreduce.map.java.opts=-Xmx" + str(int(0.8 * map_memory)) +"m")
log.info("mapreduce.reduce.memory.mb=" + str(reduce_memory))
log.info("mapreduce.reduce.java.opts=-Xmx" + str(int(0.8 * reduce_memory)) + "m")
log.info("yarn.app.mapreduce.am.resource.mb=" + str(am_memory))
log.info("yarn.app.mapreduce.am.command-opts=-Xmx" + str(int(0.8*am_memory)) + "m")
log.info("mapreduce.task.io.sort.mb=" + str(int(0.4 * map_memory)))
pass
if __name__ == '__main__':
try:
main()
except(KeyboardInterrupt, EOFError):
print("
Aborting ... Keyboard Interrupt.")
sys.exit(1)
执行下面命令：
python yarn-utils.py -c 32 -m 128 -d 7 -k False 返回结果如下：
Using cores=32 memory=128GB disks=7 hbase=False
Profile: cores=32 memory=106496MB reserved=24GB usableMem=104GB disks=7
Num Container=13
Container Ram=8192MB
Used Ram=104GB
Unused Ram=24GB
yarn.scheduler.minimum-allocation-mb=8192
yarn.scheduler.maximum-allocation-mb=106496
yarn.nodemanager.resource.memory-mb=106496
mapreduce.map.memory.mb=8192
mapreduce.map.java.opts=-Xmx6553m
mapreduce.reduce.memory.mb=8192
mapreduce.reduce.java.opts=-Xmx6553m
yarn.app.mapreduce.am.resource.mb=8192
yarn.app.mapreduce.am.command-opts=-Xmx6553m
mapreduce.task.io.sort.mb=3276这样的话，每个container内存为8G，似乎有点多，我更愿意根据集群使用情况任务将其调整为2G内存，则集群中下面的参数配置值如下：（总可用内存是104G，假设每个container最小内存是2G，下面就是一系列内存的配置：）
| 配置文件 | 配置设置 | 计算值 |
|---|---|---|
| yarn-site.xml | yarn.nodemanager.resource.memory-mb | = 52 * 2 =104 G |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.minimum-allocation-mb | = 2G |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.maximum-allocation-mb | = 52 * 2 = 104G |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.resource.mb | = 2 * 2=4G |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.command-opts | = 0.8 * 2 * 2=3.2G |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.memory.mb | = 2G |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.memory.mb | = 2 * 2=4G |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.java.opts | = 0.8 * 2=1.6G |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.java.opts | = 0.8 * 2 * 2=3.2G |
对应的xml配置为：
<property>
<name>yarn.nodemanager.resource.memory-mb</name>
<value>106496</value>
</property>
<property>
<name>yarn.scheduler.minimum-allocation-mb</name>
<value>2048</value>
</property>
<property>
<name>yarn.scheduler.maximum-allocation-mb</name>
<value>106496</value>
</property>
<property>
<name>yarn.app.mapreduce.am.resource.mb</name>
<value>4096</value>
</property>
<property>
<name>yarn.app.mapreduce.am.command-opts</name>
<value>-Xmx3276m</value>
</property>另外，还有以下几个参数：
- yarn.nodemanager.vmem-pmem-ratio：任务每使用1MB物理内存，最多可使用虚拟内存量，默认是2.1。
- yarn.nodemanager.pmem-check-enabled：是否启动一个线程检查每个任务正使用的物理内存量，如果任务超出分配值，则直接将其杀掉，默认是true。
- yarn.nodemanager.vmem-pmem-ratio：是否启动一个线程检查每个任务正使用的虚拟内存量，如果任务超出分配值，则直接将其杀掉，默认是true。
第一个参数的意思是当一个map任务总共分配的物理内存为2G的时候，该任务的container最多内分配的堆内存为1.6G，可以分配的虚拟内存上限为2*2.1=4.2G。另外，照这样算下去，每个节点上YARN可以启动的Map数为104/2=52个。
CPU配置
YARN中目前的CPU被划分成虚拟CPU（CPU virtual Core），这里的虚拟CPU是YARN自己引入的概念，初衷是，考虑到不同节点的CPU性能可能不同，每个CPU具有的计算能力也是不一样的，比如某个物理CPU的计算能力可能是另外一个物理CPU的2倍，这时候，你可以通过为第一个物理CPU多配置几个虚拟CPU弥补这种差异。用户提交作业时，可以指定每个任务需要的虚拟CPU个数。
在YARN中，CPU相关配置参数如下：
- yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores：表示该节点上YARN可使用的虚拟CPU个数，默认是8，注意，目前推荐将该值设值为与物理CPU核数数目相同。如果你的节点CPU核数不够8个，则需要调减小这个值，而YARN不会智能的探测节点的物理CPU总数。
- yarn.scheduler.minimum-allocation-vcores：单个任务可申请的最小虚拟CPU个数，默认是1，如果一个任务申请的CPU个数少于该数，则该对应的值改为这个数。
- yarn.scheduler.maximum-allocation-vcores：单个任务可申请的最多虚拟CPU个数，默认是32。
对于一个CPU核数较多的集群来说，上面的默认配置显然是不合适的，在我的测试集群中，4个节点每个机器CPU核数为31，留一个给操作系统，可以配置为：
<property>
<name>yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores</name>
<value>31</value>
</property>
<property>
<name>yarn.scheduler.maximum-allocation-vcores</name>
<value>124</value>
</property>