03．Mapreduce实例——排序

实验原理

Map、Reduce任务中Shuffle和排序的过程图如下：

流程分析：

1.Map端：

（1）每个输入分片会让一个map任务来处理，默认情况下，以HDFS的一个块的大小（默认为64M）为一个分片，当然我们也可以设置块的大小。map输出的结果会暂且放在一个环形内存缓冲区中（该缓冲区的大小默认为100M，由io.sort.mb属性控制），当该缓冲区快要溢出时（默认为缓冲区大小的80%，由io.sort.spill.percent属性控制），会在本地文件系统中创建一个溢出文件，将该缓冲区中的数据写入这个文件。

（2）在写入磁盘之前，线程首先根据reduce任务的数目将数据划分为相同数目的分区，也就是一个reduce任务对应一个分区的数据。这样做是为了避免有些reduce任务分配到大量数据，而有些reduce任务却分到很少数据，甚至没有分到数据的尴尬局面。其实分区就是对数据进行hash的过程。然后对每个分区中的数据进行排序，如果此时设置了Combiner，将排序后的结果进行Combia操作，这样做的目的是让尽可能少的数据写入到磁盘。

（3）当map任务输出最后一个记录时，可能会有很多的溢出文件，这时需要将这些文件合并。合并的过程中会不断地进行排序和combia操作，目的有两个：①尽量减少每次写入磁盘的数据量。②尽量减少下一复制阶段网络传输的数据量。最后合并成了一个已分区且已排序的文件。为了减少网络传输的数据量，这里可以将数据压缩，只要将mapred.compress.map.out设置为true就可以了。

（4）将分区中的数据拷贝给相对应的reduce任务。有人可能会问：分区中的数据怎么知道它对应的reduce是哪个呢？其实map任务一直和其父TaskTracker保持联系，而TaskTracker又一直和JobTracker保持心跳。所以JobTracker中保存了整个集群中的宏观信息。只要reduce任务向JobTracker获取对应的map输出位置就ok了哦。

到这里，map端就分析完了。那到底什么是Shuffle呢？Shuffle的中文意思是“洗牌”，如果我们这样看：一个map产生的数据，结果通过hash过程分区却分配给了不同的reduce任务，是不是一个对数据洗牌的过程呢？

2.Reduce端：

（1）Reduce会接收到不同map任务传来的数据，并且每个map传来的数据都是有序的。如果reduce端接受的数据量相当小，则直接存储在内存中（缓冲区大小由mapred.job.shuffle.input.buffer.percent属性控制，表示用作此用途的堆空间的百分比），如果数据量超过了该缓冲区大小的一定比例（由mapred.job.shuffle.merge.percent决定），则对数据合并后溢写到磁盘中。

（2）随着溢写文件的增多，后台线程会将它们合并成一个更大的有序的文件，这样做是为了给后面的合并节省时间。其实不管在map端还是reduce端，MapReduce都是反复地执行排序，合并操作，现在终于明白了有些人为什么会说：排序是hadoop的灵魂。

（3）合并的过程中会产生许多的中间文件（写入磁盘了），但MapReduce会让写入磁盘的数据尽可能地少，并且最后一次合并的结果并没有写入磁盘，而是直接输入到reduce函数。

熟悉MapReduce的人都知道：排序是MapReduce的天然特性！在数据达到reducer之前，MapReduce框架已经对这些数据按键排序了。但是在使用之前，首先需要了解它的默认排序规则。它是按照key值进行排序的，如果key为封装的int为IntWritable类型，那么MapReduce按照数字大小对key排序，如果Key为封装String的Text类型，那么MapReduce将按照数据字典顺序对字符排序。

了解了这个细节，我们就知道应该使用封装int的Intwritable型数据结构了，也就是在map这里，将读入的数据中要排序的字段转化为Intwritable型，然后作为key值输出（不排序的字段作为value）。reduce阶段拿到<key，value-list>之后，将输入的key作为的输出key，并根据value-list中的元素的个数决定输出的次数。

实验步骤

1.在Linux中开启Hadoop

         start-all.sh  

2.在Linux本地新建/data/mapreduce3目录。

         mkdir -p /data/mapreduce3

3.下载hadoop2lib,解压到mapreduce文件夹下

         unzip hadoop2lib.zip

4.在HDFS上新建/mymapreduce3/in目录，然后将Linux本地/data/mapreduce3目录下的goods_click文件导入到HDFS的/mymapreduce3/in目录中。

         hadoop fs -mkdir -p /mymapreduce3/in 

         hadoop fs -put /data/mapreduce3/goods_click /mymapreduce3/in

注意：文件需要注意文件格式，数据后有隐藏的空格会导致API中读取失败，行末尾的空格应该取消掉，中间使用逗号分隔开

5.在IDEA中编写代码

package mapreduce3;
import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
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.input.TextInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.TextOutputFormat;
public class OneSort {
    public static class Map extends Mapper<Object , Text , IntWritable,Text >{
        private static Text goods=new Text();
        private static IntWritable num=new IntWritable();
        public void map(Object key,Text value,Context context) throws IOException, InterruptedException{
            String line=value.toString();
            String arr[]=line.split(",");
            num.set(Integer.parseInt(arr[1]));
            goods.set(arr[0]);
            context.write(num,goods);
        }
    }
    public static class Reduce extends Reducer< IntWritable, Text, IntWritable, Text>{
        private static IntWritable result= new IntWritable();
        public void reduce(IntWritable key,Iterable<Text> values,Context context) throws IOException, InterruptedException{
            for(Text val:values){
                context.write(key,val);
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InterruptedException{
        Configuration conf=new Configuration();
        Job job =new Job(conf,"OneSort");
        job.setJarByClass(OneSort.class);
        job.setMapperClass(Map.class);
        job.setReducerClass(Reduce.class);
        job.setOutputKeyClass(IntWritable.class);
        job.setOutputValueClass(Text.class);
        job.setInputFormatClass(TextInputFormat.class);
        job.setOutputFormatClass(TextOutputFormat.class);
        Path in=new Path("hdfs://192.168.149.10:9000/mymapreduce3/in/goods_visit1");
        Path out=new Path("hdfs://192.168.149.10:9000/mymapreduce3/out");
        FileInputFormat.addInputPath(job,in);
        FileOutputFormat.setOutputPath(job,out);
        System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);

    }
}

 

６.创建resources文件夹，其中创建log4j.properties文件

hadoop.root.logger=DEBUG, console

log4j.rootLogger = DEBUG, console

log4j.appender.console=org.apache.log4j.ConsoleAppender

log4j.appender.console.target=System.out

log4j.appender.console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

log4j.appender.console.layout.ConversionPattern=%d{yy/MM/dd HH:mm:ss} %p %c{2}: %m%n

７.导入hadoop2lib的包

8.运行结果

 

 PS：记得修改权限