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Hadoop——分布式计算框架MapReduce实践案例

止止_8fc8 2022-05-16 阅读 86
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三、MapReduce案例实操

1、MapReduce核心编程思想

  1）分布式的运算程序往往需要分成至少2个阶段

  2）第一个阶段的maptask并发实例，完全并行运行，互不相干

  3）第二个阶段的reduce task并发实例互不相干，但是他们的数据依赖于上一个阶段的所有maptask并发实例的输出

  4）MapReduce编程模型只能包含一个map阶段和一个reduce阶段，如果用户的业务逻辑非常复杂，那就只能多个mapreduce程序，串行运行

2、MapReduce程序运行流程详解

Hadoop——分布式计算框架MapReduce实践案例_数据

MR程序具体运行步骤如下：

  1）在MapReduce程序读取文件的输入目录上存放相应的文件。

  2）客户端程序在submit()方法执行前，获取待处理的数据信息，然后根据集群中参数的配置形成一个任务分配规划。

  3）客户端提交job.split、jar包、job.xml等文件给yarn，yarn中的resourcemanager启动MRAppMaster。

  4）MRAppMaster启动后根据本次job的描述信息，计算出需要的maptask实例数量，然后向集群申请机器启动相应数量的maptask进程。

  5）maptask利用客户指定的inputformat来读取数据，形成输入KV对。

  6）maptask将输入KV对传递给客户定义的map()方法，做逻辑运算。

  7）map()运算完毕后将KV对收集到maptask缓存。

  8）maptask缓存中的KV对按照K分区排序后不断写到磁盘文件。

  9）MRAppMaster监控到所有maptask进程任务完成之后，会根据客户指定的参数启动相应数量的reducetask进程，并告知reducetask进程要处理的数据分区。

  10）Reducetask进程启动之后，根据MRAppMaster告知的待处理数据所在位置，从若干台maptask运行所在机器上获取到若干个maptask输出结果文件，并在本地进行重新归并排序，然后按照相同key的KV为一个组，调用客户定义的reduce()方法进行逻辑运算。

  11）Reducetask运算完毕后，调用客户指定的outputformat将结果数据输出到外部存储。

3、案例实践

新建Maven工程，在pom.xml文件中添加依赖

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>2.8.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hadoop</groupId>
            <artifactId>hadoop-common</artifactId>
            <version>2.7.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hadoop</groupId>
            <artifactId>hadoop-client</artifactId>
            <version>2.7.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hadoop</groupId>
            <artifactId>hadoop-hdfs</artifactId>
            <version>2.7.2</version>
        </dependency>
    </dependencies>

在项目的src/main/resources目录下，新建一个文件，命名为“log4j.properties”，在文件中填入。

log4j.rootLogger=INFO, stdout
    log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender 
    log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout 
    log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
    log4j.appender.logfile=org.apache.log4j.FileAppender 
    log4j.appender.logfile.File=target/spring.log 
    log4j.appender.logfile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout 
    log4j.appender.logfile.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n

3.1、WordCount案例

  需求：在给定的文本文件中统计输出每一个单词出现的总次数

输入数据：

hello world
hadoop
spark
hello world
hadoop
spark
hello world
hadoop
spark

代码：

1）定义一个mapper类

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import java.io.IOException;
/**
 * （1）用户自定义的Mapper要继承自己的父类
 * （2）Mapper的输入数据是K-V对的形式（K-V的类型可自定义）
 * （3）Mapper中的业务逻辑写在map()方法中
 * （4）Mapper的输出数据是K-V对的形式（K-V的类型可自定义）
 * （5）map()方法（maptask进程）对每一个<K,V>调用一次
 */
public class WordcountMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, IntWritable> {
    /**
     * map()方法（maptask进程）对每一个<K,V>调用一次
     *
     * @param key     : 数据的offset
     * @param value   : 要处理的一行数据
     * @param context : 上下文
     * @throws IOException
     * @throws InterruptedException
     */
    IntWritable v = new IntWritable(1);
    Text k = new Text();
    @Override
    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
        //1、获取一行数据，将一行数据转化为String类型
        String line = value.toString();
        //2、切割
        String[] words = line.split(" ");
        //3、循环写出
        for (String word : words) {
            k.set(word);
            context.write(k, v);
        }
    }
}

2）定义一个reducer类

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;
import java.io.IOException;
/**
 *  （1）用户自定义的Reducer要继承自己的父类
 *  （2）Reducer的输入数据类型对应Mapper的输出数据类型，也是KV
 *  （3）Reducer的业务逻辑写在reduce()方法中
 *  （4）Reducetask进程对每一组相同k的<k,v>组调用一次reduce()方法
 */
public class WordcountReduce extends Reducer<Text, IntWritable, Text, IntWritable> {
    /**
     * Reducetask进程对每一组相同k的<k,v>组调用一次reduce()方法
     *
     * @param key : 单词
     * @param values : 单词个数（1）的集合
     * @param context : 上下文
     * @throws IOException
     * @throws InterruptedException
     */
    IntWritable v = new IntWritable();
    int sum;
    @Override
    protected void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {
        //1、累加
        sum = 0;
        for (IntWritable value : values) {
            sum += value.get();
        }
        //2、写出
        v.set(sum);
        context.write(key, v);
    }
}

3）定义一个主类，用来描述job并提交job

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;
/**
 * 相当于yarn客户端，负责提交MapReduce程序
 */
public class WordcountDriver {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1 获取配置信息以及封装任务
        Configuration configuration = new Configuration();
        Job job = Job.getInstance(configuration);
        // 2 设置jar加载路径
        job.setJarByClass(WordcountDriver.class);
        // 3 设置map和reduce类
        job.setMapperClass(WordcountMapper.class);
        job.setReducerClass(WordcountReduce.class);
        // 4 设置map输出
        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
        job.setMapOutputValueClass(IntWritable.class);
        // 5 设置Reduce输出
        job.setOutputKeyClass(Text.class);
        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);
        // 6 设置job数据输入和输出路径
        FileInputFormat.setInputPaths(job, new Path(args[0]));
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1]));
        // 7 提交
        boolean result = job.waitForCompletion(true);
        System.exit(result ? 0 : 1);
    }
}

第一种情况：

  设置好job数据输入和输出路径，直接在IDEA上运行代码，得到输出结果即可。

第二种情况：

  在IDEA上打包成jar，上传到集群上运行

  运行命令：

hadoop jar mapreduce-1.0-SNAPSHOT.jar com.atguigu.wordcount.WordcountDriver /user/atguigu/wc/input/hello.txt /user/atguigu/wc/output
hadoop jar jar包名称 Driver类 数据输入路径 数据输出路径

  得到输出结果即可。

3.2、数据清洗案例

  需求：去除日志中字段长度小于等于11的日志。

输入数据：

  ​​数据源​​

期望输出数据：

  每行字段长度都大于11。（实际通过计数器计数：符合要求的为true，不符合的为false）

需求分析：

  需要在Map阶段对输入的数据根据规则进行过滤清洗。

代码：

1）编写LogParseMapper类

import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import java.io.IOException;
public class LogParseMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, NullWritable> {
    Text k = new Text();
    @Override
    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
        String line = value.toString();
        boolean result = LogParse(line, context);
        if (!result) {
            return;
        }
        k.set(line);
        context.write(k, NullWritable.get());
    }
    private boolean LogParse(String line, Context context) {
        String[] fields = line.split(" ");
        if (fields.length > 11) {
            context.getCounter("map", "true").increment(1);
            return true;
        }
        context.getCounter("map", "false").increment(1);
        return false;
    }
}

2）编写LogParseDriver类

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;
public class LogParseDriver {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //输入输出路径需要根据自己电脑上实际的输入输出路径设置
        args = new String[] { "path1", "path2" };

        //连接客户端
        Configuration configuration = new Configuration();
        Job job = Job.getInstance(configuration);

        //提交job的class
        job.setJarByClass(LogParseDriver.class);

        //提交map的class
        job.setMapperClass(LogParseMapper.class);

        //map最后输出状态
        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
        job.setMapOutputValueClass(NullWritable.class);

        //数据输入输出路径
        FileInputFormat.setInputPaths(job, new Path(args[0]));
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1]));

        //map端join不需要reduce极端，设置reducetask数量为0
        job.setNumReduceTasks(0);
        boolean result = job.waitForCompletion(true);
        System.exit(result ? 0 : 1);
    }
}

输出：

  设置好输入输出路径，运行代码即可得到结果



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