目录

1.概述

1.1.前言

1.2.大数据要怎么计算？

1.3.什么是MapReduce？

2.架构

3.工作流程

4.shuffle

4.1.map过程

4.2.reduce过程

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1.概述

1.1.前言

本文是作者大数据系列专栏的其中一篇，专栏地址：

https://blog.csdn.net/joker_zjn/category_12631789.html?spm=1001.2014.3001.5482

本文将会聊一下计算引擎MapRedduce，深入浅出快速过一遍MapReduce的核心概念和原理，不涉及具体操作，具体操作将会在下文聊。

1.2.大数据要怎么计算？

大数据集的数据是海量的，动辄几十上百TB，为了能将其存下来都是采用的分布式存储，将整个数据集分散到多个节点上去。要对其做统计之类的计算时，肯定不能数据向计算靠拢，将数据全部读到一个跑计算任务的节点上来进行计算，只能计算向数据靠拢，将计算任务放到存储数据的各个节点上去。并行的对整个大数据集进行计算，最后汇总成一个结果。

1.3.什么是MapReduce？

上面描述的过程要做的工作还是很多的，管理并行的计算任务，将任务分发到各个节点上去，最后还要汇总结果，手动编码实现整个管理过程的话还是很复杂的。mapreduce作为一个并行编程框架，帮我们屏蔽掉了这一系列实现细节，让开发人员可以借助API专注的进行计算逻辑的编写。

mapreduce分为两阶段：map、reduce。

map阶段会将计算任务分发到各个数据存储节点上去跑任务，实现对大数据集的并发处理。

reduce阶段会汇总map阶段各节点上计算任务算出来的结果，聚合成最终的结果。

上述过程不难发现，mapreduce就是个主从架构的：

master节点负责总的调度、slave节点负责具体跑任务。

• master：集群内有一个master服务器、也是作业追踪器JobTracker、负责整个作业的调度和处理。

• slave：集群内有多个slave服务器，也是执行具体任务的TaskTracker、负责完成具体的任务。

以一个分词统计的mapreduce为例：

2.架构

Client端将任务发给JobTracker，JobTracker负责监控Job的健康状况，控制TaskTracker。JobTracker通过心跳的方式和各个TaskTracker保持联络，TaskTracker将自身的资源使用情况、任务执行进度等信息告知JobTracker。Task Scheduler负责任务的分发规则，决定最终将任务分发给谁。

TaskTracker如何衡量自身的资源使用情况？

tasktracker会将自身所在的机器的内存、CPU等资源视为一个整体，然后将其划分为一份份的slot，根据执行job需要的资源的不同，分为两种slot，map的slot和reduce的slot。taskTracker上报的资源使用情况就是自身两类slot的使用情况。

task分为两种：map task、reduce task，对应着各自执行的是map函数、reduce函数。

3.工作流程

以下是大致过程：

由于大数据集在存储的时候是分片开来，分布式存储的，所以对于map而言，输入就是数据分片。

注意1：

mapreduce处理的并不一定是单个数据，很可能处理的是整个大数据集，所以mapreduce面对的文件的分片数是不固定的，毕竟每一份文件的大小都不一样，分片数肯定不一样。所以map和分片之间不是一一对应的关系，不是说当前处理的文件有多少个分片就有多少个map，上面只是一个逻辑过程，后面会说map和分片的关系。

注意2：

map和reduce不一定是在一台机器上完成的。如果数据分片所在的服务器是台tasktracker并且有map solt可用，那么map肯定是在那台机器上完成的。如果那台机器不是台tasktracker或者没有map solt可用，那么会选择离那台机器最近的满足可做map任务的机器来处理map任务。也就是说一般map是和数据集呆在一起的（隔得近我们也可理解为趋近于本地），但是reduce可能是被分配到其它机器上完成的，因为reduce阶段需要传输的数据量已经不大了，输入只是个中间结果而已，这时候距离不是问题，效率是核心，谁算的快（reduce slot多）谁来。

以下是详细过程：

• 将文件读出来

• 将文件切割一下（split）

• map运算（该有几个map任务？）

• 算出中间结果（shuffle）

• reduce运算

• 算出最终结果

该有几个map任务？map和分片的数量是一致的吗？map和分片之间是一一对应的吗？

答案是：不是。

开多少map是不固定的，取决于有多少资源（map solt），所以才有了split这一步，split这一步会将数据进行切分，切出来的再交给各个map。每个map只专注于处理自己的要负责的split，这也避免了并发带来的数据安全问题。

4.shuffle

有没有发现mapreduce，map其实很简单，reduce也很简单，但是这个算出中间结果（shuffle）这一步有点绕。接下来我们详细拆解map和reduce和过程看看它是如何完成shuffle的。

4.1.map过程

以下展示的仅仅是一个map过程：

HDFS中的数据集输入，为了加速，对输入数据split，分为多个map来并发处理，一个map一个split。处理结果存在缓存中，溢写到磁盘上。溢写的时候进行分区、排序、合并，其中合并很重要：

合并：

4.2.reduce过程

一个reduce接收的输入是来自多个map的，所以首先是将多个map传过来的结果归并起，再交给reduce来使用。下面是完整过程：

假设来自多个map的数据合起来的数据集是：

先进行排序：

进行归并：