Hadoop对小文件的解决方式

2022-07-09 20:57:48

小文件指的是那些size比HDFS的block size(默认64M)小的多的文件。不论什么一个文件，文件夹和block，在HDFS中都会被表示为一个object存储在namenode的内存中， 每一个object占用150 bytes的内存空间。

所以，假设有10million个文件， 每一个文件相应一个block，那么就将要消耗namenode 3G的内存来保存这些block的信息。

假设规模再大一些，那么将会超出现阶段计算机硬件所能满足的极限。

控制小文件的方法有：

1、应用程序自己控制

2、archive

3、Sequence File / Map File

4、CombineFileInputFormat***

5、合并小文件，如HBase部分的compact

1、应用程序自己控制

final Path path = new Path("/combinedfile");

final FSDataOutputStream create = fs.create(path);

final File dir = new File("C:\\Windows\\System32\\drivers\\etc");

for(File fileName : dir.listFiles())

{

    System.out.println(fileName.getAbsolutePath());

    final FileInputStream fileInputStream = new

FileInputStream(fileName.getAbsolutePath());

    final List<String> readLines = IOUtils.readLines(fileInputStream);

    for (String line : readLines)

    {

        create.write(line.getBytes());

    }

    fileInputStream.close();

}

create.close();

2、archive 命令行操作

详细參考例如以下：

http://blog.csdn.net/scgaliguodong123_/article/details/46341587

3、Sequence File/Map File

Sequence File

通常对于”the small files problem”的回应会是：使用SequenceFile。

这样的方法是说，使用filename作为key，而且file contents作为value。实践中这样的方式非常管用。

假设有10000个100KB的文件，能够写一个程序来将这些小文件写入到一个单独的 SequenceFile中去，然后就能够在一个streaming fashion(directly or using mapreduce)中来使用这个sequenceFile。

不仅如此，SequenceFiles也是splittable的。所以mapreduce 能够break them into chunks，而且分别的被独立的处理。

和HAR不同的是，这样的方式还支持压缩。 block的压缩在很多情况下都是最好的选择，由于它将多个 records压缩到一起，而不是一个record一个压缩。

在存储结构上， SequenceFile主要由一个Header后跟多条Record组成。

Header主要包括了Key classname， Value classname。存储压缩算法。用户自己定义元数据等信息，此外，还包括了一些同步标识，用于高速定位到记录的边界。

每条Record以键值对的方式进行存储。用来表示它的字符数组可依次解析成：记录的长度、 Key的长度、 Key值和Value值。而且Value值的结构取决于该记录是否被压缩。

数据压缩有利于节省磁盘空间和加快网络传输， SeqeunceFile支持两种格式的数据压缩。各自是： record compression和block compression。

record compression是对每条记录的value进行压缩

block compression是将一连串的record组织到一起。统一压缩成一个block。

block信息主要存储了：块所包括的记录数、每条记录Key长度的集合、每条记录Key值的集合、每条记录Value长度的集合和每条记录Value值的集合

注：每一个block的大小是可通过io.seqfile.compress.blocksize属性来指定的。

Configuration conf=new Configuration();

FileSystem fs=FileSystem.get(conf);

Path seqFile=new Path("seqFile.seq");

//Reader内部类用于文件的读取操作

SequenceFile.Reader reader=new SequenceFile.Reader(fs,seqFile,conf);

//Writer内部类用于文件的写操作,假设Key和Value都为Text类型

SequenceFile.Writer writer=new SequenceFile.Writer(fs,conf,seqFile,Text.class,Text.class);

//通过writer向文档中写入记录

writer.append(new Text("key"),new Text("value"));

IOUtils.closeStream(writer);//关闭write流

//通过reader从文档中读取记录

Text key=new Text();

Text value=new Text();

while(reader.next(key,value))

{

    System.out.println(key);

    System.out.println(value);

}

IOUtils.closeStream(reader);//关闭read流

详细可參考：

http://blog.csdn.net/scgaliguodong123_/article/details/46391061

MapFile

MapFile是排序后的SequenceFile,通过观察其文件夹结构能够看到

MapFile由两部分组成。各自是data和index。

index作为文件的数据索引。主要记录了每一个Record的key值，以及

该Record在文件里的偏移位置。

在MapFile被訪问的时候,索引文件会被载入到内存，通过索引映射关系可迅速定位到指定Record所在文件位置。因此，相对SequenceFile而言， MapFile的检索效率是高效的，缺点是会消耗一部分内存来存储index数据。

需注意的是。 MapFile并不会把全部Record都记录到index中去，默认情况下每隔128条记录存储一个索引映射。当然，记录间隔可人为改动，通过MapFIle.Writer的setIndexInterval()方法，或改动io.map.index.interval属性；

另外，与SequenceFile不同的是。 MapFile的KeyClass一定要实现

WritableComparable接口 ,即Key值是可比較的。

Configuration conf=new Configuration();

FileSystem fs=FileSystem.get(conf);

Path mapFile=new Path("mapFile.map");

//Writer内部类用于文件的写操作,假设Key和Value都为Text类型

MapFile.Writer writer=new MapFile.Writer(conf,fs,mapFile.toString(),Text.class,Text.class);

//通过writer向文档中写入记录

writer.append(new Text("key"),new Text("value"));

IOUtils.closeStream(writer);//关闭write流

//Reader内部类用于文件的读取操作

MapFile.Reader reader=new MapFile.Reader(fs,mapFile.toString(),conf);

//通过reader从文档中读取记录

Text key=new Text();

Text value=new Text();

while(reader.next(key,value))

{

    System.out.println(key);

    System.out.println(value);

}

IOUtils.closeStream(reader);//关闭read流

5、CombineFileInputFormat

相对于大量的小文件来说。hadoop更合适处理少量的大文件。

CombineFileInputFormat能够缓解这个问题，它是针对小文件而设计的。

**注：**CombineFileInputFormat是一个抽象类。须要编写一个继承类。

使用CombineFileInputFormat作为Map任务的输入规格描写叙述，首先须要实现一个自己定义的RecordReader。

CombineFileInputFormat的大致原理

它会将输入多个数据文件（小文件）的元数据全部包装到CombineFileSplit类里面。也就是说，由于小文件的情况下，在HDFS中都是单Block的文件，即一个文件一个Block，一个CombineFileSplit包括了一组文件Block。包括每一个文件的起始偏移（offset），长度（length）。Block位置（localtions）等元数据。

假设想要处理一个 CombineFileSplit。非常easy想到。对其包括的每一个InputSplit（实际上这里面没有这个，你须要读取一个小文件块的时候，须要构造一 个FileInputSplit对象）。

在运行MapReduce任务的时候，须要读取文件的文本行（简单一点是文本行。也可能是其它格式数据）。

那么对于CombineFileSplit来说，你须要处理其包括的小文件Block，就要相应设置一个RecordReader，才干正确读取文件数据内容。

通常情况下，我们有一批小文件，格式一般是同样的，仅仅须要在CombineFileSplit实现一个RecordReader的时候，

内置还有一个用来读取小文件Block的RecordReader，这样就能保证读取CombineFileSplit内部聚积的小文件。

我们基于Hadoop内置的CombineFileInputFormat来实现处理海量小文件，须要做的工作，例如以下所看到的：

1、实现一个RecordReader来读取CombineFileSplit包装的文件Block

2、继承自CombineFileInputFormat实现一个使用我们自己定义的RecordReader的输入规格说明类。

3、处理数据的Mapper实现类

4、配置用来处理海量小文件的MapReduce Job

package SmallFile;

import java.io.IOException;

import org.apache.hadoop.fs.Path;

import org.apache.hadoop.io.BytesWritable;

import org.apache.hadoop.io.LongWritable;

import org.apache.hadoop.mapreduce.InputSplit;

import org.apache.hadoop.mapreduce.RecordReader;

import org.apache.hadoop.mapreduce.TaskAttemptContext;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.CombineFileInputFormat;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.CombineFileRecordReader;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.CombineFileSplit;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileSplit;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.LineRecordReader;

public class CombineSmallfileInputFormat extends

            CombineFileInputFormat<LongWritable,BytesWritable>

{

    @Override

    public RecordReader<LongWritable, BytesWritable> createRecordReader(

            InputSplit split, TaskAttemptContext context) throws IOException

    {

        CombineFileSplit combineFileSplit = (CombineFileSplit)(split);

        CombineFileRecordReader<LongWritable,BytesWritable> recordReader =

            new CombineFileRecordReader<LongWritable,BytesWritable>

            (combineFileSplit, context,CombineSmallfileRecordReader.class);

        try

        {

            recordReader.initialize(combineFileSplit, context);

        }

        catch (InterruptedException e)

        {

            e.printStackTrace();

        }

        return recordReader;

    }

}

class CombineSmallfileRecordReader extends RecordReader<LongWritable,BytesWritable>

{

    private CombineFileSplit combineFileSplit;

    private LineRecordReader lineRecordReader = new LineRecordReader();

    private Path[] paths;

    private int totalLength;

    private int currentIndex;

    private float currentProgress = 0;

    private LongWritable currentKey;

    private BytesWritable currentValue;

    public CombineSmallfileRecordReader(CombineFileSplit combineFileSplit,TaskAttemptContext context,Integer index)

    {

        super();

        this.combineFileSplit = combineFileSplit;

        this.currentIndex = index;

    }

     @Override

     public void initialize(InputSplit split, TaskAttemptContext context)

       throws IOException, InterruptedException

     {

          FileSplit fileSplit = new FileSplit(combineFileSplit.getPath(currentIndex),

                  combineFileSplit.getOffset(currentIndex),combineFileSplit.getLength(currentIndex),

                  combineFileSplit.getLocations());

          lineRecordReader.initialize(fileSplit, context);

          this.paths = combineFileSplit.getPaths(); //分区所在的全部地址

          context.getConfiguration().set("map.input.file.name",

                  combineFileSplit.getPath(currentIndex).getName()); //设置输入文件名称

     }

     @Override

     public boolean nextKeyValue() throws IOException, InterruptedException

     {

         if(currentIndex>=0 && currentIndex<totalLength)

         {

             return lineRecordReader.nextKeyValue();

         }

         return false;

     }

     @Override

     public LongWritable getCurrentKey() throws IOException, InterruptedException

     {

          currentKey = lineRecordReader.getCurrentKey();

          return currentKey;

     }

     @Override

     public BytesWritable getCurrentValue() throws IOException, InterruptedException

     {

          byte[]value = lineRecordReader.getCurrentValue().getBytes();

          currentValue.set(value, 0, value.length);

          return currentValue;

     }

     @Override

     public float getProgress() throws IOException, InterruptedException

     {

          if(currentIndex>=0 && currentIndex<totalLength)

          {

               currentProgress = currentIndex/totalLength;

               return currentProgress;

          }

          return currentProgress;

     }

     @Override

     public void close() throws IOException

     {

         lineRecordReader.close();

     }

}
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