• 二、YARN

    一、YARN 介绍

    yarn 是下一代 MapReduce，即 MRv2，是在第一代 MapReduce 基础上演变而来的，主要是为了解决原始 Hadoop 扩展性较差，不支持多计算框架而提出的，通俗讲是跑任。
    其核心思想：将 MR1 中 JobTracker 资源管理和作业调用两个功能分开，分别由 ResourceManager 和 ApplicationMaster 进程来实现。

    • ResourceManager：负责整个集群的资源管理和调度；
    • ApplicationMaster：每个应用程序特有，负责单个应用程序的管理，负责应用程序相关事务，比如任务调度、任务监控和容错等。

    1.1 MRv1 VS MRv2

    MRv1：
    MRv1架构

    • 扩展性差。在 MRv1 中，JobTracker 同时兼备了资源管理和作业控制两个功能，这成为系统的一个最大瓶颈，严重制约了Hadoop集群扩展性。
    • 可靠性差。MRv1 采用了master/slave结构，其中，master 存在单点故障问题，一旦它出现故障将导致整个集群不可用。
    • 资源利用率低。MRv1 采用了基于槽位的资源分配模型，槽位是一种粗粒度的资源划分单位，通常一个任务不会用完槽位对应的资源，且其他任务也无法使用这些空闲资源。此外，Hadoop 将槽位分为 Map Slot 和 Reduce Slot 两种，且不允许它们之间共享，常常会导致一种槽位资源紧张而另外一种闲置（比如一个作业刚刚提交时，只会运行 Map Task，此时 Reduce Slot闲置）。
    • 无法支持多种计算框架。随着互联网高速发展，MapReduce 这种基于磁盘的离线计算框架已经不能满足应用要求，从而出现了一些新的计算框架，包括内存计算框架、流式计算框架和迭代式计算框架等，而 MRv1 不能支持多种计算框架并存。

    MRv2：
    与 MapReduce v1 相比，YARN 采用了一种分层的集群框架，它解决了旧 MapReduce 一系列的缺陷，具有以下几种优势。

    • YARN 通过将资源管理和应用程序管理两部分分剥离开，分别由 ResouceManager 和 ApplicationMaster 负责，其中，ResouceManager 专管集群资源管理和调度，而 ApplicationMaster 则负责与具体应用程序相关的任务切分、任务调度和容错等，每个应用程序对应一个 ApplicationMaster。
    • ARN 具有向后兼容性，用户在 MRv1 上运行的作业，无需任何修改即可运行在 YARN 之上。
    • 支持多个框架， YARN 不再是一个单纯的计算框架，而是一个框架管理器，用户可以将各种各样的计算框架移植到 YARN 之上，由 YARN 进行统一管理和资源分配，提高集群资源的利用率。
    • 框架升级更容易， 在 YARN 中，各种计算框架不再是作为一个服务部署到集群的各个节点上，而是被封装成一个用户程序库（lib）存放在客户端，当需要对计算框架进行升级时，只需升级用户程序库即可。
    • 运维成本低、数据共享。
      MRv2
    MRv2

    1.2 YARN 的架构

    yarn 主要由 ResourceManager、NodeManager、ApplicationMaster、Container、Scheduler 等几个组件构成。
    YRAN 组成

    • ResourceManager（RM）
      • RM 是一个全局的资源管理器，负责整个系统的资源管理和分配。它主要由两个组件构成：调度器（Scheduler）和应用程序管理器（ApplicationsManager，ASM），通俗讲是用于管理 NodeManager 节点的资源，包括cup、内存等。
    • Scheduler（调度器）
      • 调度器根据容量、队列等限制条件（如每个队列分配一定的资源，最多执行一定数量的作业等），将系统中的资源分配给各个正在运行的应用程序；在资源紧张的情况下，可以kill掉优先级低的，来运行优先级高的任务。
      • 需要注意的是，该调度器是一个“纯调度器”，它不再从事任何与具体应用程序相关的工作，比如不负责监控或者跟踪应用的执行状态等，也不负责重新启动因应用执行失败或者硬件故障而产生的失败任务，这些均交由应用程序相关的 ApplicationMaster 完成。调度器仅根据各个应用程序的资源需求进行资源分配，而资源分配单位用一个抽象概念“资源容器”（Resource Container，简称Container）。
      • 该调度器是一个可插拔的组件，用户可根据自己的需要设计新的调度器，YARN提供了多种直接可用的调度器，比如Fair Scheduler和Capacity Scheduler等。
    • ApplicationsManager（应用程序管理器）
      • 负责管理整个系统中所有应用程序，包括应用程序提交、与调度器协商资源以启动 ApplicationMaster、监控 ApplicationMaster 运行状态并在失败时重新启动它等。
    • ApplicationMaster（AM）
      • ApplicationMaster 管理在 YARN 内运行的每个应用程序实例。每个应用程序对应一个 ApplicationMaster。ApplicationMaster 负责协调来自 ResourceManager 的资源，并通过 NodeManager 监视容器的执行和资源使用（CPU、内存等的资源分配），通俗讲是管理发起的任务，随着任务创建而创建，任务的完成而结束。
    • NodeManager（NM）
      • NM 是每个节点上的资源和任务管理器，一方面，它会定时地向 RM 汇报本节点上的资源使用情况和各个 Container 的运行状态；另一方面，它接收并处理来自 AM 的 Container 启动/停止等各种请求。
    • Container
      • Container 是 YARN 中的资源抽象，它封装了某个节点上的多维度资源，如内存、CPU、磁盘、网络等，当 AM 向 RM 申请资源时， RM 为 AM 返回的资源便是用Container 表示的。YARN 会为每个任务分配一个 Container，且该任务只能使用该 Container 中描述的资源。

    1.3 YARN 的工作流程

    YARN 工作流程
    1. 用户向YARN中提交应用程序.
    2. ResourceManager 为该应用程序分配第一个 Container，并与对应的NodeManager通信，要求它在这个 Container 中启动应用程序的 ApplicationMaster。
    3. ApplicationMaster 首先向 ResourceManager 注册，目的是让用户可以直接通过 ResourceManager 查看应用程序的运行状态，然后它将为各个任务申请资源，并监控它的运行状态，直到运行结束。即重复步骤 4-7。
    4. ApplicationMaster 向 ResourceManager 的 scheduler 申请和领取资源。
    5. ApplicationMaster 申请到资源后，便与对应的 NodeManager 通信，要求它启动任务。
    6. NodeManager启动任务。
    7. 各个任务向 ApplicationMaster 汇报自己的状态和进度，以便让 ApplicationMaster 随时掌握各个任务的运行状态，从而可以在任务失败时重新启动任务。
    8. 应用程序运行完成后，ApplicationMaster 向 ResourceManager 注销并关闭自己。

    二、YARN 的主要配置

    2.1 yarn-site.xml

    <?xml version="1.0"?>
<configuration>
	<!-- 重要开始 start -->
	<property>
		<name>yarn.scheduler.minimum-allocation-vcores</name>
		<value>1</value>
		<description>单个任务可申请的最小虚拟CPU个数</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.maximum-allocation-vcores</name>
		<value>3</value>
		<description>单个任务可申请的最大虚拟CPU个数，此参数对应yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores，建议最大为一个物理CPU的数量</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.resource.memory-mb</name>
		<value>1024</value>
		<description>该节点上可分配的物理内存总量</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores</name>
		<value>3</value>
		<description>该节点上YARN可使用的虚拟CPU个数，一个物理CPU对应3个虚拟CPU</description>
	</property>	
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.maximum-allocation-mb</name>
		<value>43008</value>
		<description>单个任务可申请的最多物理内存量</description>
	</property>	
	<!-- 重要开始 end -->
	
	<!-- yarn ha start -->
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.ha.enabled</name>
		<value>true</value>
		<description>是否开启yarn ha</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.ha.automatic-failover.embedded</name>
		<value>true</value>
		<description>ha状态切换为自动切换</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.ha.rm-ids</name>
		<value>rm1,rm2</value>
		<description>RMs的逻辑id列表</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.zk-address</name>
		<value>nn1.hadoop:2181,nn2.hadoop:2181,s1:2181</value>
		<description>ha状态的存储地址</description>
	</property>
	<!-- yarn ha end -->
	
	<!-- RM1 configs start -->
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.address.rm1</name>
		<value>nn1.hadoop:8032</value>
		<description>ResourceManager 对客户端暴露的地址。客户端通过该地址向RM提交应用程序，杀死应用程序等</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.scheduler.address.rm1</name>
		<value>nn1.hadoop:8030</value>
		<description>ResourceManager 对ApplicationMaster暴露的访问地址。ApplicationMaster通过该地址向RM申请资源、释放资源等。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.webapp.https.address.rm1</name>
		<value>nn1.hadoop:8089</value>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.webapp.address.rm1</name>
		<value>nn1.hadoop:8088</value>
		<description>ResourceManager对外web ui地址。用户可通过该地址在浏览器中查看集群各类信息。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.resource-tracker.address.rm1</name>
		<value>nn1.hadoop:8031</value>
		<description>ResourceManager 对NodeManager暴露的地址.。NodeManager通过该地址向RM汇报心跳，领取任务等。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.admin.address.rm1</name>
		<value>nn1.hadoop:8033</value>
		<description>ResourceManager 对管理员暴露的访问地址。管理员通过该地址向RM发送管理命令等</description>
	</property>
	<!-- RM1 configs end -->
	
	<!-- RM2 configs start -->
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.address.rm2</name>
		<value>nn2.hadoop:8032</value>
		<description>ResourceManager 对客户端暴露的地址。客户端通过该地址向RM提交应用程序，杀死应用程序等</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.scheduler.address.rm2</name>
		<value>nn2.hadoop:8030</value>
		<description>ResourceManager 对ApplicationMaster暴露的访问地址。ApplicationMaster通过该地址向RM申请资源、释放资>源等。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.webapp.https.address.rm2</name>
		<value>nn2.hadoop:8089</value>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.webapp.address.rm2</name>
		<value>nn2.hadoop:8088</value>
		<description>ResourceManager对外web ui地址。用户可通过该地址在浏览器中查看集群各类信息。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.resource-tracker.address.rm2</name>
		<value>nn2.hadoop:8031</value>
		<description>ResourceManager 对NodeManager暴露的地址.。NodeManager通过该地址向RM汇报心跳，领取任务等。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.admin.address.rm2</name>
		<value>nn2.hadoop:8033</value>
		<description>ResourceManager 对管理员暴露的访问地址。管理员通过该地址向RM发送管理命令等</description>
	</property>
	<!-- RM2 configs end -->
	
	<!-- scheduler begin -->
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.scheduler.class</name>
		<value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.scheduler.fair.FairScheduler</value>
		<description>调度器实现类</description>
	</property>

	<property>
		<name>yarn.scheduler.fair.allocation.file</name>
		<value>fair-scheduler.xml</value>
		<description>自定义XML配置文件所在位置，该文件主要用于描述各个队列的属性，比如资源量、权重等</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.fair.user-as-default-queue</name>
		<value>true</value>
		<description>当应用程序未指定队列名时，是否指定用户名作为应用程序所在的队列名。如果设置为false或者未设置，所有未知队列的应用程序将被提交到default队列中，默认值为true</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.fair.preemption</name>
		<value>true</value>
		<description>是否支持抢占</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.fair.sizebasedweight</name>
		<value>false</value>
		<description>在一个队列内部分配资源时，默认情况下，采用公平轮询的方法将资源分配各各个应用程序，而该参数则提供了外一种资源分配方式：按照应用程序资源需求数目分配资源，即需求资源数量越多，分配的资源越多。默认情况下，该参数值为false</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.increment-allocation-mb</name>
		<value>256</value>
		<description>内存规整化单位，默认是1024，这意味着，如果一个Container请求资源是700mB，则将被调度器规整化为 (700mB / 256mb) *  256mb=768mb</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.assignmultiple</name>
		<value>true</value>
		<description>是否启动批量分配功能。当一个节点出现大量资源时，可以一次分配完成，也可以多次分配完成。默认情况下，参数值为false</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.fair.max.assign</name>
		<value>10</value>
		<description>如果开启批量分配功能，可指定一次分配的container数目。默认情况下，该参数值为-1，表示不限制</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.scheduler.fair.allow-undeclared-pools</name>
		<value>false</value>
		<description>如果提交的队列名不存在，Scheduler会自动创建一个该队列，默认开启</description>
	</property>
	<!-- scheduler end -->


	<!--目录相关 start -->
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.local-dirs</name>
		<value>/data/yarn/local</value>
		<description>中间结果存放位置，存放执行Container所需的数据如可执行程序或jar包，配置文件等和运行过程中产生的临时数据</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.log-dirs</name>
		<value>/data/yarn/logs</value>
		<description>Container运行日志存放地址（可配置多个目录）</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.log-aggregation-enable</name>
		<value>true</value>
		<description>是否启用日志聚集功能</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.remote-app-log-dir</name>
		<value>/tmp/app-logs</value>
		<description>当应用程序运行结束后，日志被转移到的HDFS目录（启用日志聚集功能时有效）</description>
	</property>
	<!--目录相关 end -->
	
	<!-- 其它 -->
	<property>
		<name>yarn.log-aggregation.retain-seconds</name>
		<value>1209600</value>
		<description>nodemanager上所有Container的运行日志在HDFS中的保存时间，保留半个月</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.address</name>
		<value>0.0.0.0:9103</value>
	</property>

	<property>
		<name>yarn.nodemanager.health-checker.script.path</name>
		<value>/usr/local/hadoop/conf/health-check.sh</value>
		<description>健康状况检测脚本,脚本输出以“ERROR”开头的字符串，则认为节点处于不健康状态态</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.aux-services</name>
		<value>mapreduce_shuffle</value>
		<description>NodeManager上运行的附属服务。需配置成mapreduce_shuffle，才可运行MapReduce程序</description>
	</property>	
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.cluster-id</name>
		<value>pseudo-yarn-rm-cluster</value>
		<description>集群的Id</description>
	</property>

	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.recovery.enabled</name>
		<value>true</value>
		<description>默认值为false，也就是说resourcemanager挂了相应的正在运行的任务在rm恢复后不能重新启动</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.store.class</name>
		<value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.recovery.ZKRMStateStore</value>
		<description>配置RM状态信息存储方式3有两种，一种是FileSystemRMStateStore,另一种是MemoryRMStateStore，还有一种目前较为主流的是zkstore</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.resourcemanager.zk.state-store.address</name>
		<value>nn1.hadoop:2181,nn2.hadoop:2181,s1:2181</value>
		<description>当使用ZK存储时，指定在ZK上的存储地址。</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.app.mapreduce.am.scheduler.connection.wait.interval-ms</name>
		<value>5000</value>
	</property>	
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.webapp.address</name>
		<value>0.0.0.0:8042</value>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.localizer.address</name>
		<value>0.0.0.0:8040</value>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.aux-services.mapreduce.shuffle.class</name>
		<value>org.apache.hadoop.mapred.ShuffleHandler</value>
	</property>
	
	<property>
		<name>mapreduce.shuffle.port</name>
		<value>23080</value>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.app.mapreduce.am.staging-dir</name>
		<value>/user</value>
	</property>
	
	<property>
	 	<name>yarn.web-proxy.address</name>
		<value>nn1.hadoop:8041</value>
	</property>
	<!-- 关闭内存检测 -->	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.vmem-check-enabled</name>
		<value>false</value>
		<description>虚拟内存检测，默认是True</description>
	</property>
	
	<property>
		<name>yarn.nodemanager.pmem-check-enabled</name>
		<value>false</value>
		<description>物理内存检测，默认是True</description>
	</property>	
	
</configuration>

    2.2 yarn-env.sh

    #RESOURCEMANAGER内存
export YARN_RESOURCEMANAGER_HEAPSIZE=512
#NODEMANAGER内存
export YARN_NODEMANAGER_HEAPSIZE=256
    实际情况

    三、YARM 的调度器

    3.1 yarn 的三种调度策略

    1. FIFO策略

    FIFO策略
    • 有两个任务，第一个是任务需要大量资源；第二个需要少量资源，但是紧急重要任务，此时第二个需要等待第一个执行完，才能执行第二个。
    • 弊端：由于顺序执行任务，如果第一个是大量资源，后续任务需要等待。没有做到资源共享。

    2. 容量调度策略

    容量调度策略
    • 将集群资源，给队列分配部分资源，每个队列互不干涉
    • 弊端：某个队列突然来个大的任务，那这个大的任务不会占用其他队列资源，执行时间长，效率低。
    • 配置弹性队列：允许队列超过自己配置的容量，但仅在其他队列没有占用资源的情况下。
    • 容量调度，加上弹性队列后，可以实现资源共享。
      弹性队列

    3. 公平调度策略

    公平调度策略
    • 队列间可以互相共享资源，如果权重高的任务来了，权重低的任务会分给权重高的任务部分资源，必要时，可kill掉权重低的任务。
    • Steady Fair Share（稳定的公平份额）：
      • 是 Yarn 根据每个队列的 minShare、maxShare 和 weight 的配置计算得到的理论上应该分配给这个队列的最大资源，它与这个队列当前是否有app正在运行无关，只和我们在fair-scheduler.xml中的配置有关。
    • Instantaneous Fair Share（瞬时的公平份额）
      • 指的是实时动态分配的资源，它的值是随着集群资源的变动而实时变动的。
      • 如果集群中有队列从 active 变为 inactive，那么剩余这些队列瓜分到的 instaneous fair shared 都会随之变大，反之，如果有一个队列从 inactive 变为active，则剩余每个队列的 instaneous fair share 会随之变小，即 instaneous fair share 会变小。

    配置公平调度策略：
    启用公平调度策略，配置属性yarn.resourcemanager.scheduler.class

    <property>
	<name>yarn.resourcemanager.scheduler.class</name>
	<value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.scheduler.fair.FairScheduler</value>
	<description>公平调度器</description>
</property>

    队列配置，需要配置属性yarn.scheduler.fair.allocation.file

    <property>
	<name>yarn.scheduler.fair.allocation.file</name>
	<value>fair-scheduler.xml</value>
	<description>自定义XML配置文件所在位置，该文件主要用于描述各个队列的属性，比如资源量、权重等</description>
</property>

    并在fair-scheduler.xml 文件中配置队列、用户、以及匹配规则等。

    抢占：

    • 公平调度器支持抢占功能。
    • 所谓抢占，就是允许调度器终止那些占用资源超过了其公平份额的队列的容器，这些容器资源释放后可以分配给资源数量低于应得份额的队列。
    • 注意，抢占会降低整个集群的效率，因为被终止的containers 需要重新执行。
      启用抢占，配置yarn-site.xml 的 yarn.scheduler.fair.preemption 属性
    <property>
	<name>yarn.scheduler.fair.preemption</name>
	<value>true</value>
	<description>是否支持抢占</description>
</property>

    两个相关抢占超时设置
    在fair-scheduler.xml 文件中配置，为所有队列设置默认的超时时间

    <!--  一个队列在该时间内获得的资源仍然低于其共享份额的一半，那么调度器会抢占其他容器，以秒计算 -->
<fairSharePreemptionTimeout>60</fairSharePreemptionTimeout>
<!--  一个队列在该时间内未获得被承诺的最小共享资源，那么调度器会抢占其他容器，以秒计算 -->
<defaultMinSharePreemptionTimeout>60</defaultMinSharePreemptionTimeout>

    参考链接：https://juejin.im/entry/587c31cd128fe1006bff6d1b
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