看来这篇,再也不用怕面试官问你 MapReduce 原理了!

2024-06-09 21:58

本文主要是介绍看来这篇,再也不用怕面试官问你 MapReduce 原理了!,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

导语

自从喵先生之前给小白讲了HDFS的故事,小白听的意犹未尽,整天缠着喵先生,想让他再继续讲讲hadoop框架内另外一个比较重要的MapReduce计算框架是啥。

目录

  1. MapReduce 是什么
  2. MapReduce 的原理

1 MapReduce 是什么

喵先生说:"MapReduce是hadoop的一个计算框架,说直白点就是hdfs负责存储,那么像其他统计、计算之类的事情就会交给MapReduce来做,分为map过程和reduce过程。 Map 过程是拆解,比如说有辆红色的小汽车,有一群工人,把它拆成零件了,这就是Map"

Reduce 过程是组合,我们有很多汽车零件,还有很多其他各种装置零件,把他们一阵拼装,变成变形金刚,这就是Reduce。

在这里插入图片描述

小白听了:"这么听起来,感觉挺形象的,那么具体的map过程和reduce过程是如何。" "且听我慢慢给你讲解",喵先生咽了咽口水。

2 MapReduce 的原理

喵先生说:"首先我们来看下面的数据————学生的信息记录表"

在这里插入图片描述

  1. 我们可以过滤出性别为1的数据;
  2. 可以将性别字段中1转换成男且0转换成女;
  3. 也可以将字段地址展开;

以上的过程就是map:以一条记录为单位做映射(过滤/转换/展开)

小白说:"我感觉map的原理跟mysql的语法好像啊,select * from student where sex=1,都是对数据进行1条1条的处理." 喵先生:"嗯,孺子可教,我们来继续看看reduce过程:我们想统计出学习各专业共有多少名同学时,需要将python、java、c进行分组,以这样的一组为单位进行统计计算。"

在这里插入图片描述

以上的过程就是reduce:以组为单位进行计算

小白说:"这不就是mysql 里面 group by的原理嘛,以组为单位进行统计" 喵先生补充到:"思想跟mysql的group by思想类似的"

最后喵先生继续总结到:" 输入数据按照以一条数据为单位进行映射(map方法),然后输出kv键值对,以组为单位作为reduce的输入进行计算,最终输出结果。" 好学的小白继续问到:"嗯,我了解了mapreduce的大致过程,它如何从hdfs上取数据的呢,中间又是如何交互的呢" 喵先生:“不错哦小白,看来你还挺上进的,那咱们来看看mapreduce交互图,mapreduce分为4步”

在这里插入图片描述

分为4步:

  1. map任务通过split在hdfs上取数据,一个split对应一个map方法并输出key,value,partition格式数据
  2. map任务将取出的数据放到内存中,并进行分区、分组排序。
  3. reduce任务此时知道了 key所在的partition,到相应的文件分区(dfs)上拉取数据,
  4. 并进行计算最终输出数据。

"为啥map不直接从hdfs上获取数据,中间非得用split获取呢?"小白挠挠头望着喵先生, 喵先生点点头对小白说:"这个问题非常赞,split默认大小等于hdfs上的一个block块大约是64M,但可以通过调整split的大小来应对不同的计算类型, 当我们运行CPU-bound(计算密集型),可以将split设置小一点,多个split对应1个block块,这样可以提高计算速度

在这里插入图片描述

当我们运行IO-bound(IO密集型),可以将split设置大一点,1个split对应N个block块,这样可以提高IO读写效率,

在这里插入图片描述

CPU-bound(计算密集型):
假设有一道数学题,题干只有一行字,
读题花费1秒,解题需要1个月才能解出来,
这样就是CPU-bound。(CPU利用率几乎100%)。
IO bound(IO密集型):
假设有一道数学题,题干有史记那么厚,
读完花费2个月,问题只是让你回答1+1
=?,
这样就是I/O-bound。(CPU IDLE状态)。

小白总结到:“split原来可以控制map的并行度,决定了到底启用多少个map任务,一个split对一个map方法,输出k,v,p键值对” “这里为什么要将输出的kv键值对放到内存里呢,虽然内存速度是硬盘的10万倍,但最终数据不也会写到磁盘上吗,这不等于脱了裤子放屁吗?”小白着急的问题, “嗯,词粗理不粗,这里放map输出的kv键值对放100M的内存中,还做了一件重要的事情————那就是对k,v,p数据进行排序,将分区p下的数据放到一起,并且同一个分区下的k进行了排序,方便后面的reduce是做 归并排序。”喵先生解释道。 “你慢点呢,我都听得懵了,举个例子呢” “那就看看下面的例子吧,统计java\python\mysql出现的次数”喵先生迅速的画了一张图

在这里插入图片描述

imput阶段:hdfs的block块上存有java、python、mysql的存储文件位置 split阶段:使用split对hdfs上的文件进行切块,其中文件分区0、2、3、15、16、17、205上存有java\python\mysql的信息, map阶段:将每个分区上的含有java\python\mysql信息的数据进行kvp键值对输出,例:java,1,0 代表0号分区下存有java信息1次 shuffle阶段:在内存中对同一组数据进行排序,例:java出现在0、3、15、205分区上, reduce阶段:最终reduce任务根据shffle阶段输出的排序,到指定的的文件分区上获取到对应的文件。 “真神奇,看来内存中的排序还真重要,有效减少了文件读取的次数,一次读取多次取数,对应的处理速度也加快了”小白恍然大悟到。

"还有个问题,我看上面的例子中key的数量是3个(java\python\mysql)对应的reduce的任务数也是3个,是不是key的数量就等于reduce的数量?"小白问道,

“观察的挺仔细的呀,reduce的数量是由程序员代码里面控制的,但key的数量也不完全等于reduce的数量,你想想万一key有10万个呢?那么reduce数量需要10万个吗?肯定没那么多资源,所以一般是根据具体服务器资源中reduce执行器的数量决定的。”喵先生补充到。

"另外还需要注意的是,如果key的数据量分布不均匀的话,可能会出现数据倾斜的问题,假如2个key————1个男,1个女,男数据量有10T,女的数据就只有1G,这样的话进行,系统遵循reduce处理同一个key时会将同一个key被分到同一个reduce执行器下,那么这样的话一个reduce执行器就会处理10T的数据,另一个reduce执行器处理1G数据,这就照成了数据倾斜。"喵先生继续补充到。

”怎么解决呢数据倾斜呢“,小白问道 ”那就下盘给你说啦~“

更多的干货在,微信公众号【数据猿温大大】

在这里插入图片描述

这篇关于看来这篇,再也不用怕面试官问你 MapReduce 原理了!的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1046406

相关文章

Spring Boot Interceptor的原理、配置、顺序控制及与Filter的关键区别对比分析

《SpringBootInterceptor的原理、配置、顺序控制及与Filter的关键区别对比分析》本文主要介绍了SpringBoot中的拦截器(Interceptor)及其与过滤器(Filt... 目录前言一、核心功能二、拦截器的实现2.1 定义自定义拦截器2.2 注册拦截器三、多拦截器的执行顺序四、过

Java 队列Queue从原理到实战指南

《Java队列Queue从原理到实战指南》本文介绍了Java中队列(Queue)的底层实现、常见方法及其区别,通过LinkedList和ArrayDeque的实现,以及循环队列的概念,展示了如何高效... 目录一、队列的认识队列的底层与集合框架常见的队列方法插入元素方法对比(add和offer)移除元素方法

SQL 注入攻击(SQL Injection)原理、利用方式与防御策略深度解析

《SQL注入攻击(SQLInjection)原理、利用方式与防御策略深度解析》本文将从SQL注入的基本原理、攻击方式、常见利用手法,到企业级防御方案进行全面讲解,以帮助开发者和安全人员更系统地理解... 目录一、前言二、SQL 注入攻击的基本概念三、SQL 注入常见类型分析1. 基于错误回显的注入(Erro

Spring IOC核心原理详解与运用实战教程

《SpringIOC核心原理详解与运用实战教程》本文详细解析了SpringIOC容器的核心原理,包括BeanFactory体系、依赖注入机制、循环依赖解决和三级缓存机制,同时,介绍了SpringBo... 目录1. Spring IOC核心原理深度解析1.1 BeanFactory体系与内部结构1.1.1

MySQL 批量插入的原理和实战方法(快速提升大数据导入效率)

《MySQL批量插入的原理和实战方法(快速提升大数据导入效率)》在日常开发中,我们经常需要将大量数据批量插入到MySQL数据库中,本文将介绍批量插入的原理、实现方法,并结合Python和PyMySQ... 目录一、批量插入的优势二、mysql 表的创建示例三、python 实现批量插入1. 安装 PyMyS

深入理解Redis线程模型的原理及使用

《深入理解Redis线程模型的原理及使用》Redis的线程模型整体还是多线程的,只是后台执行指令的核心线程是单线程的,整个线程模型可以理解为还是以单线程为主,基于这种单线程为主的线程模型,不同客户端的... 目录1 Redis是单线程www.chinasem.cn还是多线程2 Redis如何保证指令原子性2.

Java中流式并行操作parallelStream的原理和使用方法

《Java中流式并行操作parallelStream的原理和使用方法》本文详细介绍了Java中的并行流(parallelStream)的原理、正确使用方法以及在实际业务中的应用案例,并指出在使用并行流... 目录Java中流式并行操作parallelStream0. 问题的产生1. 什么是parallelS

Java中Redisson 的原理深度解析

《Java中Redisson的原理深度解析》Redisson是一个高性能的Redis客户端,它通过将Redis数据结构映射为Java对象和分布式对象,实现了在Java应用中方便地使用Redis,本文... 目录前言一、核心设计理念二、核心架构与通信层1. 基于 Netty 的异步非阻塞通信2. 编解码器三、

Java HashMap的底层实现原理深度解析

《JavaHashMap的底层实现原理深度解析》HashMap基于数组+链表+红黑树结构,通过哈希算法和扩容机制优化性能,负载因子与树化阈值平衡效率,是Java开发必备的高效数据结构,本文给大家介绍... 目录一、概述:HashMap的宏观结构二、核心数据结构解析1. 数组(桶数组)2. 链表节点(Node

Redis中Hash从使用过程到原理说明

《Redis中Hash从使用过程到原理说明》RedisHash结构用于存储字段-值对,适合对象数据,支持HSET、HGET等命令,采用ziplist或hashtable编码,通过渐进式rehash优化... 目录一、开篇:Hash就像超市的货架二、Hash的基本使用1. 常用命令示例2. Java操作示例三