TopN问题（分别使用Hadoop和Spark实现）

简介

　　TopN算法是一个经典的算法，由于每个map都只是实现了本地的TopN算法，而假设map有M个，在归约的阶段只有M x N个，这个结果是可以接受的并不会造成性能瓶颈。

　　这个TopN算法在map阶段将使用TreeMap来实现排序，以到达可伸缩的目的。

　　当然算法有两种，一种是唯一键，就是说key的类型是唯一的（是指在比较的实际阶段），比如本篇就是唯一键的TopN实现；

　　另一种就是非唯一键，比如key值可能会有A、B、C三种，然后分别对他们求TopN，当然，我们假设数据是混在一起的，非唯一键方面的内容，将会写到另一篇博客上。

　　进入正题

一、输入、期望输出、思路。

由于是唯一键实际上与排序有关的只是value部分，我们大可以简单点，输入数据为一列数字好了。

TopN.txt内容如下：

20 78 56 45 23 15 12 35 79 68 98 63 111 222 333 444 555

但我们设置N=10时，期望输出为：

555
444
333
222
111
98
79
78
68
63

思路嘛，在简介部分已经说的很清楚了，没必要再赘述了，直接上代码：

2.用Java编写MapReduce程序实现TopN：

为了能够真正意义上的称为TopN，这里在context里设置了N的值。所以在输入参数的时候也许相应的增加！

package TopN;

import java.io.IOException;
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.TreeMap;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

public class TopN {
    public static class TopTenMapper extends
            Mapper<Object, Text, NullWritable, IntWritable> {
        private TreeMap<Integer, String> repToRecordMap = new TreeMap<Integer, String>();

        public void map(Object key, Text value, Context context) {
            int N = 10; //默认为Top10
            N = Integer.parseInt(context.getConfiguration().get("N"));
            StringTokenizer itr = new StringTokenizer(value.toString());
            while (itr.hasMoreTokens()) {
                repToRecordMap.put(Integer.parseInt(itr.nextToken()), " ");
                if (repToRecordMap.size() > N) {
                    repToRecordMap.remove(repToRecordMap.firstKey());
                }
            }
        }

        

        protected void cleanup(Context context) {
            for (Integer i : repToRecordMap.keySet()) {
                try {
                    context.write(NullWritable.get(), new IntWritable(i));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static class TopTenReducer extends
            Reducer<NullWritable, IntWritable, NullWritable, IntWritable> {
        private TreeMap<Integer, String> repToRecordMap = new TreeMap<Integer, String>();

        public void reduce(NullWritable key, Iterable<IntWritable> values,
                Context context) throws IOException, InterruptedException {
            int N = 10; //默认为Top10
            N = Integer.parseInt(context.getConfiguration().get("N"));
            for (IntWritable value : values) {
                repToRecordMap.put(value.get(), " ");
                if (repToRecordMap.size() > N) {
                    repToRecordMap.remove(repToRecordMap.firstKey());
                }
            }
            for (Integer i : repToRecordMap.descendingMap().keySet()) {
                context.write(NullWritable.get(), new IntWritable(i));
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        if (args.length != 3) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "!!!!!!!!!!!!!! Usage!!!!!!!!!!!!!!: hadoop jar <jar-name> "
                    + "TopN.TopN "
                    + "<the value of N>"
                    + "<input-path> "
                    + "<output-path>");
        }
        Configuration conf = new Configuration();
        conf.set("N", args[0]);
        Job job = Job.getInstance(conf, "TopN");
        job.setJobName("TopN");
        Path inputPath = new Path(args[1]);
        Path outputPath = new Path(args[2]);
        FileInputFormat.setInputPaths(job, inputPath);
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, outputPath);
        job.setJarByClass(TopN.class);
        job.setMapperClass(TopTenMapper.class);
        job.setReducerClass(TopTenReducer.class);
        job.setNumReduceTasks(1);

        job.setMapOutputKeyClass(NullWritable.class);// map阶段的输出的key
        job.setMapOutputValueClass(IntWritable.class);// map阶段的输出的value

        job.setOutputKeyClass(NullWritable.class);// reduce阶段的输出的key
        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);// reduce阶段的输出的value

        System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
    }

}

3.用Scala写Spark程序实现TopN：

依然简洁的代码：

package spark
import org.apache.spark.{ SparkContext, SparkConf }
import org.apache.spark.rdd.RDD.rddToOrderedRDDFunctions
import org.apache.spark.rdd.RDD.rddToPairRDDFunctions
object TopN {
  def main(args: Array[String]) {
    var N = 10 //这里指定N的值
    val conf = new SparkConf().setAppName(" TopN ")
      .setMaster("local")
    var sc = new SparkContext(conf)
    sc.setLogLevel("Warn")
    val file = sc.textFile("e:\TopN.txt")
    val rdd = file.flatMap(_.split(" ")).map(x => (x.toInt, null))
      .sortByKey(false).map(_._1).take(N)
      .foreach { println }
  }
}