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了解大数据核心框架的解析过程

作者:课课家教育     来源: http://www.kokojia.com点击数:1167发布时间: 2019-08-18 09:32:34

标签: 大数据数据分析数据结构

一般认为,一个数据结构是由数据元素依据某种逻辑联系组织起来的。对数据元素间逻辑关系的描述称为数据的逻辑结构;数据必须在计算机内存储,数据的存储结构是数据结构的实现形式,是其在计算机内的表示;此外讨论一个数据结构必须同时讨论在该类数据上执行的运算才有意义。一个逻辑数据结构可以有多种存储结构,且各种存储结构影响数据处理的效率。

首先MapReduce很明显是分为Map阶段和Reduce阶段。两个阶段分别做什么呢?

小编自己画了个图,大家共勉一下

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图中1-2过程为map过程,3为Reduce过程,接下来看一张专业图片,两张对比一起看

在整个mapReduce过程包含很多复杂的处理过程,而我们要学习的就是其中几个过程包含,Split过程、Partitione过程还有Shuffle过程,举一个实例的话

假设我们手上有很多复杂数据,那么怎样来处理呢? 第一步就是分类,把数据分类。 分类后的数据就不复杂了,这就是异而化同。 分类之后数据还是很多,怎么办呢? 第二步,分割。 分割就是把数据切分成小块, 这样就可以并发或者批量处理了, 这就是大而化小。

回到 map-reduce概念上, map的工作就是切分数据,然后给他们分类,分类的方式就是输出key,value对,key就是对应“类别”了。 分类之后,reducer拿到的都是同类数据,这样处理就很容易了。

大数据一般采用的HDFS 解决了大数据存储的问题,那么 MapReduce 自然要解决的是数据计算问题在处理大数据计算中,一台机器是无法满足大批量数据计算的,这个时候就需要使用MapReduce,MapReduce是一种编程模型,用于大规模数据集的并行计算,需要将数据分配到大量的机器上计算,每台机器运行一个子计算任务,最后再合并每台机器运算结果并输出。 MapReduce 的思想就是 『分而治之』

MapReduce 将整个并行计算过程抽象到两个函数,在 Map 中进行数据的读取和预处理,之后将预处理的结果发送到 Reduce 中进行合并。一个简单的 MapReduce 程序只需要指定 map()、reduce()、 input 和output,剩下的事由框架完成。

Map ( 映射 ) : 对一些独立元素组成的列表的每一个元素进行指定的操作,可以高度并行。

Reduce( 化简 ) : 对一个列表的元素进行合并。

MapReduce执行流程

以经典的 WordCount 的例子来说明一下MapReduce的执行流程,WordCount就是统计每个单词出现的次数。

MapReduce计算框架的一般流程有以下几个步骤:

输入 ( Input ) 和拆分 ( Split ):

对数据进行分片处理。将源文件内容分片成一系列的 InputSplit,每个 InputSplit 存储着对应分片的数据信息,记住是对文件内容进行分片,并不是将源文件拆分成多个小文件。

迭代 ( iteration ):

遍历输入数据,并将之解析成 key/value 对。拆分数据片经过格式化成键值对的格式,其中 key 为偏移量,value 是每一行的内容,这一步由MapReduce框架自动完成。

映射 ( Map ):

将输入 key/value 对映射 ( map ) 成另外一些 key/value 对。MapReduce 开始在机器上执行 map 程序,map 程序的具体实现由我们自己定义,对输入的 key/value 进行处理,输出新的 key/value,这也是Hadoop 并行事实发挥作用的地方。

洗牌 ( Shuffer ) 过程:

依据 key 对中间数据进行分组 ( grouping )。这是一个洗牌的过程,得到map方法输出的 对后,Mapper 会将它们按照 key 值进行处理,这包括 sort (排序)、combiner (合并)、partition (分片) 等操作达到排序分组和均衡分配,得到 Mapper 的最终输出结果交给 Reducer。mapper 和 reducer 一般不在一个节点上,这就导致了reducer 需要从不同的节点上下载数据,经过处理后才能交给 reducer 处理。

归并( Reduce ):

以组为单位对数据进行归约 ( reduce )。Reducer 先对从 Mapper 接收的数据进行排序,再交由用户自定义的 reduce方法进行处理。

迭代:

将最终产生的 key/value 对保存到输出文件中。得到新的 对,保存到输出文件中,即保存在 HDFS 中。

选择了数据结构,算法也随之确定,是数据而不是算法是系统构造的关键因素。这种洞见导致了许多种软件设计方法和程序设计语言的出现,面向对象的程序设计语言就是其中之一。

 

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