• 和远哥一起了解Hadoop的MapReduce是如何运行的


    Hadoop越来越火,而Hadoop里面有个核心的玩意,那就是MapReduce,它在Hadoop的并行计算中承担很重要的作用,也是在Hadoop下做程序开发时,必须要了解的,下面我们就MapRecude的一个简单例子WordCount来做一下深入的了解和分析。

    先跟远哥一起先了解一下什么是MapReduce吧。

    首先MapReduce它是两个英文单词组成的,Map表示映射,Reduce表示化简,它是一种编程模型,用于大规模数据集(大于1TB)的并行运算,主要思想来自函数式编程。

    在Hadoop中,MapReduce过程分三个步骤:Map(主要是分解并行的任务)、Combine(主要是为了提高Reduce的效率)和Reduce(把处理后的结果再汇总起来) 。

    关于如何搭建Hadoop运行环境,可以阅读我的另外一篇博文:http://www.cnblogs.com/taven/archive/2012/08/12/2634145.html
     

    好了,我们先看一下运行一个Hadoop作业的启动代码:

            Job job = new Job(conf, "word count");
            job.setJarByClass(WordCount.class);
            job.setMapperClass(TokenizerMapper.class);
            job.setCombinerClass(IntSumReducer.class);
            job.setReducerClass(IntSumReducer.class);
            job.setOutputKeyClass(Text.class);
            job.setOutputValueClass(IntWritable.class);
            FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(otherArgs[0]));
            FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(otherArgs[1]));
            
            System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);

    看到没,在运行一个Hadoop作业之前,先得指定 MapperClass 、CombinerClass 、ReducerClass .

    假设我们交给Hadoop去分析的一个文本内容为:

    lixy csy lixy zmde nitamade hehe


    realy amoeba woyou weibo hehe

      

    好了,提供的内容很简单,就是3行文本,第1行文本包含n个单词,第2行是空的,第3行也包含n个单词,单词与单词之间用空格隔开,下面我们来看看MapperClass 是如何实现的,又是如何运行的呢?看看 TokenizerMapper 的代码: 

    public class TokenizerMapper extends Mapper<Object, Text, Text, IntWritable> {

        private final static IntWritable one = new IntWritable(1);
        private Text word = new Text();

        public void map(Object key, Text value, Context context)    throws IOException, InterruptedException {
            
            System.out.println("TokenizerMapper.map...");
            System.out.println("Map key:"+key.toString()+" Map value:"+value.toString());
            
            StringTokenizer itr = new StringTokenizer(value.toString());
            
            while (itr.hasMoreTokens()) {
                String tmp = itr.nextToken();
                word.set(tmp);
                
                context.write(word, one);
                System.out.println("tmp:"+tmp+" one:"+one);
                
            }
            
            System.out.println("context:"+context.toString());

        }
    }

     注:这里远哥要说一下“IntWritable one = new IntWritable(1);”的用意,因为我们不管一个单词会出现几次,只要出现,我们就计算1次,所以“context.write(word, one)”这行代码将一个单词写入的时候,值永远是1;

    在运行的时候,根据你文件中内容的情况,上面的 map(Object key, Text value, Context context) 方法可能会被调用多次,将本例子提供的文件内容执行后,控制台输出内容如下(为了方便阅读,我添加了一些换行):

    TokenizerMapper.map...
    Map key:0 Map value:lixy csy lixy zmde nitamade hehe
    tmp:lixy one:1
    tmp:csy one:1
    tmp:lixy one:1
    tmp:zmde one:1
    tmp:nitamade one:1
    tmp:hehe one:1
    context:org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper$Context@1af0b4a3

    TokenizerMapper.map...
    Map key:34 Map value:
    context:org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper$Context@1af0b4a3

    TokenizerMapper.map...
    Map key:36 Map value:realy amoeba woyou weibo hehe
    tmp:realy one:1
    tmp:amoeba one:1
    tmp:woyou one:1
    tmp:weibo one:1
    tmp:hehe one:1
    context:org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper$Context@1af0b4a3

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:amoeba Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:csy Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    val.get():1
    Reduce key:hehe Reduce result:2
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:2

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    val.get():1
    Reduce key:lixy Reduce result:2
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:2

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:nitamade Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:realy Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:weibo Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:woyou Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:zmde Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@d5d4de6 Result:1

     从TokenizerMapper的 map(Object key, Text value, Context context) 调用的信息输出情况可以分析出,文件内容中有两行,所以该方法一共调用了2次(因为TextInputFormat类型的,都是按行处理)。

    每一行的内容会在value参数中传进来,也就是说每一行的内容都对应了一个key,这个key为此行的开头位置在本文件中的所在位置(所以第1行的key是0,第2行的key是34,第3行的key是36),一般为数字的。

    在这个map方法中,我们可以加入一些自己的处理逻辑,比如根据空格来取得每个单词,然后我们需要将处理后的结果,写入到 context 参数中,便于hadoop处理完后续的处理逻辑。(这里我们需要注意的是“IntWritable one”变量都是数值1)

    上面看了map的过程,接下来我们再看reduce的过程,先看看 IntSumReducer 的代码:

    public class IntSumReducer extends    Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable> {
        
        private IntWritable result = new IntWritable();

        public void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {

            System.out.println("IntSumReducer.reduce...");

            
            int sum = 0;
            for (IntWritable val : values) {
                sum += val.get();
                System.out.println("val.get():" + val.get());
            }

            result.set(sum);

            context.write(key, result);

            System.out.println("Reduce key:" + key.toString() + " Reduce result:"    + result.get());

            System.out.println("Reduce Context:" + context + " Result:" + result);

        }
    }

      执行调用后,控制台输出内容如下:

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:amoeba Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:csy Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():2
    Reduce key:hehe Reduce result:2
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:2

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():2
    Reduce key:lixy Reduce result:2
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:2

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:nitamade Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:realy Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:weibo Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:woyou Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1

    IntSumReducer.reduce...
    val.get():1
    Reduce key:zmde Reduce result:1
    Reduce Context:org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer$Context@6c04ab2f Result:1 

    通过执行 reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) 方法,奇迹发生了,hadoop传到这里的参数,已经去重了。什么意思呢?就是说,参数key里面是单词名称,如果一个单词出现2次,那么参数values里面就会2个值,但是key只有1次。像“lixy”这个单词在第一行出现了2次,那么这里的key只出现1次,但是后面的values会有2个IntWritable,并且值都是1,这个为1的值其实就是你在map的时候,自己定的。

    这个例子只是简单的说明了MapReduce的一个简单使用,实际上他的功能远不只这些,还可以实现一些对数据库中数据的排序、统计等等,特别是对一些非常非常庞大的数据表。当你有一个1T的文本内容,需要统计里面每个单词分别出现多少次的时候,一台计算机去计算,会需要很长时间的,有可能光加载就要很长时间,但是如果你交给hadoop,并且配了几台机器一起跑的话,hadoop能把这1T的文本内容分成很多个小段,分发到不同的物理机器上,并行执行你的MapReduce逻辑,然后将几台物理机器上处理完成的内容汇总后给你,整个过程是分片、并行处理完成的,效率大大提高。

    作者:Taven.李锡远
    出处:http://taven.cnblogs.com/
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