换个角度理解云计算之MapReduce

  上一篇简单讲了一下HDFS,简单来说就是一个叫做“NameNode”的大哥,带着一群叫做“DataNode”的小弟,完成了一坨坨数据的存储,其中大哥负责保存数据的目录,小弟们负责数据的真正存储,而大哥和小弟其实就是一台台的电脑,他们之间通过交换机,互相联系到了一起。

  其实这位大哥和这群小弟不仅能存储数据,还能完成很多计算任务,于是他们有了新的名字,大哥叫做“JobTracker”,而小弟们叫做“TaskTracker”,一起组成了MapReduce。今天就来说说MapReduce是怎么一回事。

  这里仅仅是从大面上去介绍,让大家有一个整体的认识,而整体上认识后,个别的细节知识自己再去看看别的资料,也就很容易理解了,只是时间问题而已。

  刚开始学习MapReduce,肯定会被各种各样的概念整的晕头转向,到底尼玛任务、job、作业、Task有什么区别?split、数据分片、数据块、block到底什么区别?Map、Mapper、Map方法到底是不是一回事?到底Map输入的Key和Value是什么,是一行数据,还是一行行的数据?Reduce的输入到底尼玛是什么东西?他们之间到底是怎么一个数据流程?还出现了什么Sort、Merge、Shuffle?我了个去啊!!!

  如果你也有这样的疑惑,那么下面听我慢慢道来吧,请记住两点:1.MapReduce是个框架,因此是很简单的,前先在脑子里面有这个观念。2.有了这个观念,就不要暴躁了,慢慢看下去吧。

  为了说清MapReduce这个问题,我还是以经典的统计单词数量来一步步的说明。我来一步步的去说:

一、我们要干什么?

  现在有一个文本文件,里面好多好多单词,文件有多大呢?别管它多大了,反正有很多行,我们要做的事情就是:统计出来到底这个文件里面每个单词出现的次数,最终输出结果到文件中。简单来说如下:

  输入:一个有很多单词的文本文件。     

例如:文件为test.txt,文件内容如下:
hello world
hello hadoop
    .
    .
    .
    .
hello dog
hello world
hello jobs

  输出:一个显示单词出现次数的文件。

例如:统计出来结果为:
hello
world
hadoop
jobs
    .
    .
    .
    .

二、编写程序

  针对上面这件事,我们编写程序,程序名字叫MyWordCount,我们把程序提交给MapReduce,让大哥和小弟们去做,我们称之为一个作业,英文名叫做job。

三、程序做了什么

  关键点来了。

1、文件分割

  这么大一个数据文件test.txt,首先输入进来之后,会被分割成一块一块的,称之为一个个split。为了方便我们假设分成了5个split,分别是split1~5,说白了,可以认为是把test.txt分成了五个小文件split1~5,每个split里面有很多行数据。(到底输入文件怎么划分,可以看看InputSplit,可以设置的,这里我们就假设那个test.txt文件内容从上到下分成了5份)。接下来分别对这5个split进行单词的统计,叫做分布式运算。每一个split作为输入数据,给了一个Map,因此叫做Map任务,你也可以叫做Mapper,在编写程序里面Mapper是一个类,用了继承的。

  因此,总结一下就是:一个文件,分成了split1~5五个数据分片,每个数据分片对应一个Map任务,共五个Map任务,分别为Map1~5。那么这5个任务让谁去干呢?大哥“JobTracker”说,小弟“Tasktracker”们去干吧。要是有5个小弟,一人一个Map任务,可是假如有三个小弟的话,那么其中两个小弟就必须多干一个任务。

(实际运行过程中,大概是每个小弟大约10到100个Map,对于CPU消耗较小的,大哥可能会给这个小弟分配300个左右)

2.Map操作

  让我们把镜头拉进其中一个split的Map过程,假设是split1的Map1过程。

  Split1有好多行数据,整体给了Map任务去操作。那么Map任务怎么操作呢?在程序里面其实就是一个Mapper类而已。因此真正实现操作的是Mapper类的其中的map方法来操作,map方法会对输入文件进行操作。那么问题来了,map方法的输入key和value是什么呢,是split1的所有数据还是某一行数据。答案是:某一行数据。那是怎么怎么处理完成那么多行数据的。答案是:运行多次map方法。

因此,总结一下就是:split1有很多行数据,map1任务去处理,对于每一行数据,运行一次map方法。

假如split1有三行:第一行:hello world   第二行:hello hadoop  第三行:hello hadoop。

经过Map1任务运行三次map方法,

第一次map方法的:

输入的key为1,value为:hello world(其中key的值是我瞎编的,value值是对的)。运行map方法里面的代码后

输出为:第一行:hello  1,第二行:world 1

第二次运行map方法的

输入的key为12,value为:hello hadoop,运行map方法后,

输出为:第一行:hello 1,,第二行:hadoop  1

第三次运行map方法

输入的key为23,value为:hello hadoop,运行map方法后,

输出为:第一行:hello 1,hadoop  1

最终,split1,经过一次Map1任务的好多次map方法运行后,最终输出结果可能如下:

hello
world
hello
hadoop
hello
hadoop    

最终,5个split1~5和5个map1~5输出了5份结果,分别存在了不同的节点上,以中间文件存在的,可能并不是知道它们在哪里。

接下来,就该进行Reduce的归并操作,最终统计出来结果,可是在Reduce之前,Map之后,还做了很多事情,下篇再写吧,这篇内容太长了。

(完)

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