MapReduce詳細作業流程之Map階段
如上圖所示
- 首先有一個200M的待處理檔案
- 切片：在客戶端提交之前，根據引數配置，進行任務規劃，將檔案按128M每塊進行切片
- 提交：提交可以提交到本地作業環境或者Yarn作業環境，本地只需要提交切片資訊和xml組態檔，Yarn環境還需要提交jar包；本地環境一般只作為測驗用
- 提交時會將每個任務封裝為一個job交給Yarn來處理（詳細見后邊的Yarn作業流程介紹），計算出MapTask數量（等于切片數量），每個MapTask并行執行
- MapTask中執行Mapper的map方法，此方法需要k和v作為輸入引數，所以會首先獲取kv值；
- 首先呼叫InputFormat方法，默認為TextInputFormat方法，在此方法呼叫createRecoderReader方法，將每個塊檔案封裝為k，v鍵值對，傳遞給map方法
- map方法首先進行一系列的邏輯操作，執行完成后最后進行寫操作
- map方法如果直接寫給reduce的話，相當于直接操作磁盤，太多的IO操作，使得效率太低，所以在map和reduce中間還有一個shuffle操作
- map處理完成相關的邏輯操作之后，首先通過outputCollector向環形緩沖區寫入資料，環形緩沖區主要兩部分，一部分寫入檔案的元資料資訊，另一部分寫入檔案的真實內容
- 環形緩沖區的默認大小是100M，當緩沖的容量達到默認大小的80%時，進行反向溢寫
- 在溢寫之前會將緩沖區的資料按照指定的磁區規則進行磁區和排序，之所以反向溢寫是因為這樣就可以邊接收資料邊往磁盤溢寫資料
- 在磁區和排序之后，溢寫到磁盤，可能發生多次溢寫，溢寫到多個檔案
- 對所有溢寫到磁盤的檔案進行歸并排序
- 在9到10步之間還可以有一個Combine合并操作，意義是對每個MapTask的輸出進行區域匯總，以減少網路傳輸量
- Map階段的行程數比Reduce階段要多，所以放在Map階段處理效率更高
- Map階段合并之后，傳遞給Reduce的資料就會少很多
- 但是Combiner能夠應用的前提是不能影響最終的業務邏輯，而且Combiner的輸出kv要和Reduce的輸入kv型別對應起來
整個MapTask分為Read階段，Map階段，Collect階段，溢寫（spill）階段和combine階段
- Read階段：MapTask通過用戶撰寫的RecordReader，從輸入InputSplit中決議出一個個key/value
- Map階段：該節點主要是將決議出的key/value交給用戶撰寫map()函式處理，并產生一系列新的key/value
- Collect收集階段：在用戶撰寫map()函式中，當資料處理完成后，一般會呼叫OutputCollector.collect()輸出結果，在該函式內部，它會將生成的key/value磁區（呼叫Partitioner），并寫入一個環形記憶體緩沖區中
- Spill階段：即“溢寫”，當環形緩沖區滿后，MapReduce會將資料寫到本地磁盤上，生成一個臨時檔案，需要注意的是，將資料寫入本地磁盤之前，先要對資料進行一次本地排序，并在必要時對資料進行合并、壓縮等操作
MapReduce詳細作業流程之Reduce階段
如上圖所示
- 所有的MapTask任務完成后，啟動相應數量的ReduceTask（和磁區數量相同），并告知ReduceTask處理資料的范圍
- ReduceTask會將MapTask處理完的資料拷貝一份到磁盤中，并合并檔案和歸并排序
- 最后將資料傳給reduce進行處理，一次讀取一組資料
- 最后通過OutputFormat輸出
整個ReduceTask分為Copy階段，Merge階段，Sort階段（Merge和Sort可以合并為一個），Reduce階段，
- Copy階段：ReduceTask從各個MapTask上遠程拷貝一片資料，并針對某一片資料，如果其大小超過一定閾值，則寫到磁盤上，否則直接放到記憶體中
- Merge階段：在遠程拷貝資料的同時，ReduceTask啟動了兩個后臺執行緒對記憶體和磁盤上的檔案進行合并，以防止記憶體使用過多或磁盤上檔案過多
- Sort階段：按照MapReduce語意，用戶撰寫reduce()函式輸入資料是按key進行聚集的一組資料，為了將key相同的資料聚在一起，Hadoop采用了基于排序的策略，由于各個MapTask已經實作對自己的處理結果進行了區域排序，因此，ReduceTask只需對所有資料進行一次歸并排序即可
- Reduce階段：reduce()函式將計算結果寫到HDFS上
Shuffle機制
Map方法之后，Reduce方法之前的資料處理程序稱之為Shuffle，shuffle流程詳解如下：
- MapTask收集map()方法輸出的kv對，放到環形緩沖區中
- 從環形緩沖區不斷溢位到本地磁盤檔案，可能會溢位多個檔案
- 多個溢位檔案會被合并成大的溢位檔案
- 在溢位程序及合并的程序中，都要呼叫Partitioner進行磁區和針對key進行排序
- ReduceTask根據自己的磁區號，去各個MapTask機器上取相應的結果磁區資料
- ReduceTask將取到的來自同一個磁區不同MapTask的結果檔案進行歸并排序
- 合并成大檔案后，shuffle程序也就結束了，進入reduce方法
Yarn作業機制
job提交全程序
- MR程式提交到客戶端所在的節點，YarnRunner向ResourceManager申請一個Application
- RM將該Application的資源路徑和作業id回傳給YarnRunner
- YarnRunner將運行job所需資源提交到HDFS上
- 程式資源提交完畢后，申請運行mrAppMaster
- RM將用戶的請求初始化成一個Task
- 其中一個NodeManager領取到Task任務
- 該NodeManager創建容器Container，并產生MRAppmaster
- Container從HDFS上拷貝資源到本地
- MRAppmaster向RM 申請運行MapTask資源
- RM將運行MapTask任務分配給另外兩個NodeManager，另兩個NodeManager分別領取任務并創建容器
- MR向兩個接收到任務的NodeManager發送程式啟動腳本，這兩個NodeManager分別啟動MapTask，MapTask對資料磁區排序
- MrAppMaster等待所有MapTask運行完畢后，向RM申請容器，運行ReduceTask
- ReduceTask向MapTask獲取相應磁區的資料
- 程式運行完畢后，MR會向RM申請注銷自己
進度和狀態更新：
YARN中的任務將其進度和狀態(包括counter)回傳給應用管理器, 客戶端每秒(通過mapreduce.client.progressmonitor.pollinterval設定)向應用管理器請求進度更新, 展示給用戶
作業完成：
除了向應用管理器請求作業進度外, 客戶端每5秒都會通過呼叫waitForCompletion()來檢查作業是否完成，時間間隔可以通過mapreduce.client.completion.pollinterval來設定，作業完成之后, 應用管理器和Container會清理作業狀態，作業的資訊會被作業歷史服務器存盤以備之后用戶核查
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