Mapreduce是种编程模型,结合了概念"Map(映射)"和"Reduce(归约)",用于大规模数据集(大于1TB)的并行运算。它极大地方便了编程人员在不会分布式并行编程的情况下,将自己的程序运行在分布式系统上。
MapReduce实现了以下4大主要功能:
1)数据划分和计算任务调度
系统自动将一个作业(Job)待处理的大数据划分为很多个数据块,每个数据块对应于一个计算任务(Task),并自动调度计算节点来处理相应的数据块。作业和任务调度功能主要负责分配和调度计算节点(Map节点或Reduce节点),同时负责监控这些节点的执行状态,并负责Map节点执行的同步控制。
2)数据/代码互定位
为了减少数据通信,一个基本原则是本地化数据处理,即一个计算节点尽可能处理其本地磁盘上所分布存储的数据,这实现了代码向 数据的迁移;当无法进行这种本地化数据处理时,再寻找其他可用节点并将数据从网络上传送给该节点(数据向代码迁移),但将尽可能从数据所在的本地机架上寻 找可用节点以减少通信延迟。
3)系统优化
为了减少数据通信开销,中间结果数据进入Reduce节点前会进行一定的合并处理;一个Reduce节点所处理的数据可能会来自多个 Map节点,为了避免Reduce计算阶段发生数据相关性,Map节点输出的中间结果需使用一定的策略进行适当的划分处理,保证相关性数据发送到同一个 Reduce节点;此外,系统还进行一些计算性能优化处理,如对最慢的计算任务采用多备份执行、选最快完成者作为结果。
4)出错检测和恢复
以低端商用服务器构成的大规模Mapreduce计算集群中,节点硬件(主机、磁盘、内存等)出错和软件出错是常态,因此 MapReduce需要能检测并隔离出错节点,并调度分配新的节点接管出错节点的计算任务。同时,系统还将维护数据存储的可靠性,用多备份冗余存储机制提 高数据存储的可靠性,并能及时检测和恢复出错的数据。
MapReduce的简单执行流程为:
1、hdfs数据的读取;
2、splite 分片;
3、map阶段(key,value);
4、shuffle;
5、reduce阶段(数据归约);
6、存储到hdfs
这里特别介绍下Mapreduce执行流程中的第五步,Reduce阶段,其处理过程如下:
1、获取map阶段的输出结果;
2、合并和排序;
3、reduce方法归约处理;
4、保存到hdfs。
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