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  • Hadoop(十一)Hadoop IO之序列化与比较功能实现详解

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    前言

      上一篇给大家介绍了Hadoop是怎么样保证数据的完整性的,并且使用Java程序来验证了会产生.crc的校验文件。这一篇给大家分享的是Hadoop的序列化!

    一、序列化和反序列化概述

    1.1、序列化和反序列化的定义

      1)序列化:将结构化对象转换为字节流的过程,以便在网络上传输或写入到磁盘进行永久存储的过程。
      2)反序列化:将字节流转回一系列的相反过程结构化对象。

      注意:其实流就是字节数组,我们把数据转变成一系列的字节数组(0101这样的数据)

    1.2、序列化和反序列化的应用

      1)进程间的通信

      2)持久化存储

    1.3、RPC序列化格式要求

      在Hadoop中,系统中多个节点上进程间的通信是通过“远程过程调用(RPC)”实现的。RPC协议将消息序列化成 二进制流后发送到远程节点,远程节点

      将二进制流反序列化为原始信息。通常情况下,RPC序列化格式如下:

        1)紧凑(compact)

          紧凑格式能充分利用网络带宽。

        2)快速(Fast)

          进程间通信形成了分布式系统的骨架,所以需要尽量减少序列化和反序列化的性能开销,这是基本..最基本的。

        3)可扩展(Extensible)

          为了满足新的需求,协议不断变化。所以控制客户端和服务器的过程中,需要直接引进相应的协议。

        4)支持互操作(Interoperable)

          对于某些系统来说,希望能支持以不同语言写的客户端与服务器交互,所以需要设计需要一种特定的格式来满足这一需求。

    二、Hadoop中和虚序列化相关的接口和类

      在Java中将一个类写为可以序列化的类是实现Serializable接口

      在Hadoop中将一个类写为可以序列化的类是实现Writable接口,它是一个最顶级的接口。

    1.1、Hadoop对基本数据类型的包装

      Hadoop参照JDK里面的数据类型实现了自己的数据类型,Hadoop自己实现的原理会使数据更紧凑一些,效率会高一些。序列化之后的字节数组大小会比

      JDK序列化出来的更小一些。

      所有Java基本类型的可写包装器,除了char(可以是存储在IntWritable中)。所有的都有一个get()和set()方法来检索和存储包装值。  

      

      Java中的String对应着Hadoop中的Text,Text可以存储2G的字符串大小。

    1.2、Writable接口

      1)Writable接口概述

        

      2)接口中的方法

        Writable接口定义了两个方法:

          一个将其状态写到DataOutput二进制流,另一个从DataInput二进制流读取状态。

        

      3)API中Writable接口的例子:   

    复制代码
     public class MyWritable implements Writable {
           // Some data     
           private int counter;
           private long timestamp;
           
           public void write(DataOutput out) throws IOException {
             out.writeInt(counter);
             out.writeLong(timestamp);
           }
           
           public void readFields(DataInput in) throws IOException {
             counter = in.readInt();
             timestamp = in.readLong();
           }
           
           public static MyWritable read(DataInput in) throws IOException {
             MyWritable w = new MyWritable();
             w.readFields(in);
             return w;
           }
         }
    复制代码

      思考:在Java中已经有序列化和反序列化相关的类和方法,为什么Hadoop还要去自己设计一套呢?

        因为Hadoop认为Java设计的序列化和反序列化相关的类和方法性能不够好,效率太低了。所以就自己设计一套。

      4)Writable的继承关系

      

    1.3、实例解释Java和Hadoop数据类型序列化的差别

      1)核心代码

     SerializationCompare_0010

      2)测试结果

        其实这里虽然是字节数组长度相同,但是在大数据中,其实是Hadoop占优势的。

    1.4、在Hadoop中写一个序列化的类

      1)核心代码

     StudentDemo_0010

      2)测试执行:

          

          注意:" 第一部分":代表的是id,占四个字节。

             “第二部分”:代表的是name,首先5是代表字符的长度,后面是字符的ASCII码。

                注意如果将name的值改为中文,比如“二蛋子”如果是GBK编码就会占6个字节,如果是UTF-8编码就会占9个字节。  

             “第三部分”:代表的是gender,1表示ture,0表示false。

             “第四部分”:在我们list中的size,虽然这里没有数据,但是int类型的仍然会占4个字节数。

                

    四、Hadoop中和比较相关的接口和类

    4.1、WritableComparable<T>接口

      1)概述

        继承了两个接口

        

      2)相关方法

        继承过来的三个方法

        

    4.2、RawComparator<T>接口

      1)概述

        

      2)相关方法

        除了Comparator中继承的两个方法,它自己也定义了一个方法有6个参数,这是在字节流的层面上去做比较。(第一个参数:指定字节数组,第二个参数:从哪里开始比较,第三个参数:比较多长)

        

      在考虑到使用RawComparator比较不方便,有出现了一个实现类。

    4.3、WritableComparator类

      1)概述

        

      2)构造方法

        

      3)相关方法

        截取了部分

        

      介绍了上面的类和这些方法,我们Hadoop中有实现了一些既可以序列化也可以比较的类:

      

      那我们如果自定义一个类型去实现比较的功能呢?在我们前面写了一个Student的类,它具有序列化的功能,那怎么样才能有比较的功能呢?

      在Java中如果让一个类的对象具有可比较性
        1)实现Comparable接口
        2)编写独立的比较器,Comparator

      而在Hadoop如果你要实现比较的功能有:

        

      从上面的图中可以看出:

        要是一个类具有比较功能又有序列化的功能可以去实现WritableComparable接口,如果你要一个类只要有比较功能

        可以去写一个比较器用RawComparator或WritableComparator。

        总的来说最好还是去实现WritableComparable接口,因为又有序列化的功能又有比较的功能。

    五、Hadoop实现序列化和比较功能

    功能分析:

        

    5.1、核心代码

     AccountWritable 

       注意如果一个类即实现了WritableComparatable接口又写了比较器,优先使用比较器。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yxnyd/p/9801301.html
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