首页 > 大数据 > 数据分析 > 大数据之面试篇之Hadoop/HDFS/Yarn
Hadoop解决大规模数据分布式计算的方案是MapReduce。MapReduce既是一个编程模型,又是一个计算框架。也就是说,开发人员必须基于MapReduce编程模型进 大数据培训行编程开发,然后将程序通过MapReduce计算框架分发到Hadoop集群中运行。我们先看一下作为编程模型的MapReduce。
说说MapReduce编程模型
MapReduce是一种非常简单又非常强大的编程模型。
简单在于其编程模型只包含map和reduce两个过程,map的主要输入是一对< key , value>值,经过map计算后输出一对< key , value>值;然后将相同key合并,形成< key , value集合>;再将这个< key , value集合>输入reduce,经过计算输出零个或多个< key , value>对。
但是MapReduce同时又是非常强大的,不管是关系代数运算(SQL计算),还是矩阵运算(图计算),大数据领域几乎所有的计算需求都可以通过MapReduce编程来实现。
我们以WordCount程序为例。WordCount主要解决文本处理中的词频统计问题,就是统计文本中每一个单词出现的次数。如果只是统计一篇文章的词频,几十K到几M的数据,那么写一个程序,将数据读入内存,建一个Hash表记录每个词出现的次数就可以了,如下图。
MapReduce作业启动和运行机制
我们以Hadoop1为例,MapReduce运行过程涉及以下几类关键进程:
具体作业启动和计算过程如下:
3. HDFS中的文件大小设置,以及有什么影响?
HDFS中的文件在物理上是分块存储(block),块的大小可以通过配置参数( dfs.blocksize)来规定,默认大小在hadoop2.x版本中是128M,老版本中是64M。
思考:为什么块的大小不能设置的太小,也不能设置的太大?
HDFS的块比磁盘的块大,其目的是为了最小化寻址开销。如果块设置得足够大,从磁盘传输数据的时间会明显大于定位这个块开始位置所需的时间。【关注尚硅谷,轻松学IT】
因而,传输一个由多个块组成的文件的时间取决于磁盘传输速率。
如果寻址时间约为10ms,而传输速率为100MB/s,为了使寻址时间仅占传输时间的1%,我们要将块大小设置约为100MB。默认的块大小128MB。增加文件块大小,需要增加磁盘的传输速率。
secondary namenode工作机制
NameNode与SecondaryNameNode 的区别与联系?
ZKFailoverController主要职责
1)健康监测:周期性的向它监控的NN发送健康探测命令,从而来确定某个NameNode是否处于健康状态,如果机器宕机,心跳失败,那么zkfc就会标记它处于一个不健康的状态。
2)会话管理:如果NN是健康的,zkfc就会在zookeeper中保持一个打开的会话,如果NameNode同时还是Active状态的,那么zkfc还会在Zookeeper中占有一个类型为短暂类型的znode,当这个NN挂掉时,这个znode将会被删除,然后备用的NN,将会得到这把锁,升级为主NN,同时标记状态为Active。
3)当宕机的NN新启动时,它会再次注册zookeper,发现已经有znode锁了,便会自动变为Standby状态,如此往复循环,保证高可靠,需要注意,目前仅仅支持最多配置2个NN。
4)master选举:如上所述,通过在zookeeper中维持一个短暂类型的znode,来实现抢占式的锁机制,从而判断那个NameNode为Active状态。
7.Hadoop 序列化和反序列化及自定义 bean 对象实现序列化
说说FileInputFormat 切片机制
在一个运行的 Hadoop 任务中,什么是 InputSplit?
如何判定一个 job 的 map 和 reduce 的数量?
Maptask 的个数由什么决定?
一个 job 的 map 阶段 MapTask 并行度(个数),由客户端提交 job 时的切片个数决定。
MapTask 和 ReduceTask 工作机制(也可回答 MapReduce 工作原理)
MapTask 工作机制
ReduceTask 工作机制
说说 MapReduce 有几种排序及排序发生的阶段
说说MapReduce 中 shuffle 阶段的工作流程,如何优化 shuffle 阶段
分区,排序,溢写,拷贝到对应 reduce 机器上,增加 combiner,压缩溢写的文件。
说说MapReduce 中 combiner 的作用是什么,一般使用情景,哪些情况不需要,及和 reduce 的区别?
如果没有定义 partitioner,那数据在被送达 reducer 前是如何被分区的?
如果没有自定义的 partitioning,则默认的 partition 算法,即根据每一条数据的 key 的 hashcode 值摸运算(%)reduce 的数量,得到的数字就是“分区号“。
MapReduce 怎么实现 TopN?
可以自定义 groupingcomparator,对结果进行最大值排序,然后再 reduce 输出时,控制只输出前 n 个数。就达到了 topn 输出的目的。
Hadoop 的缓存机制(Distributedcache)
分布式缓存一个最重要的应用就是在进行 join 操作的时候,如果一个表很大,另一个表很小,我们就可以将这个小表进行广播处理,即每个计算节点上都存一份,然后进行 map 端的连接操作,经过我的实验验证,这种情况下处理效率大大高于一般的 reduce 端 join,广播处理就运用到了分布式缓存的技术。
DistributedCache 将拷贝缓存的文件到 Slave 节点在任何 Job 在节点上执行之前,文件在每个 Job 中只会被拷贝一次,缓存的归档文件会被在 Slave 节点中解压缩。将本地文件复制到 HDFS 中去,接着 Client 会通过 addCacheFile() 和 addCacheArchive()方法告诉 DistributedCache 在 HDFS 中的位置。当文件存放到文地时,JobClient 同样获得 DistributedCache 来创建符号链接,其形式为文件的 URI 加 fragment 标识。当用户需要获得缓存中所有有效文件的列表时,JobConf 的方法 getLocalCacheFiles() 和 getLocalArchives()都返回一个指向本地文件路径对象数组。
如何使用 mapReduce 实现两个表的 join?
1)reduce side join : 在 map 阶段,map 函数同时读取两个文件 File1 和 File2,为了区分两种来源的 key/value 数据对,对每条数据打一个标签(tag),比如:tag=0 表示来自文件 File1,tag=2 表示来自文件 File2。
2)map side join : Map side join 是针对以下场景进行的优化:两个待连接表中,有一个表非常大,而另一个表非常小,以至于小表可以直接存放到内存中。这样,我们可以将小表复制多份,让每个 map task 内存中存在一份(比如存放到 hash table 中),然后只扫描大表:对于大表中的每一条记录 key/value,在 hash table 中查找是否有相同的 key 的记录,如果有,则连接后输出即可。
什么样的计算不能用 mr 来提速?
MapReduce3.0做了哪些改进?
1.Tasknative优化:为MapReduce增加了C/C++的map output collector实现(包括Spill,Sort和IFile等),通过作业级别参数调整就可切换到该实现上。对于shuffle密集型应用,其性能可提高约30%。
2.MapReduce内存参数自动推断。在Hadoop 2.0中,为MapReduce作业设置内存参数非常繁琐,涉及到两个参数:mapreduce.{map,reduce}.memory.mb和mapreduce.{map,reduce}.java.opts,一旦设置不合理,则会使得内存资源浪费严重,比如将前者设置为4096MB,但后者却是“-Xmx2g”,则剩余2g实际上无法让java heap使用到。
3.Hadoop3.x中的MapReduce添加了Map输出collector的本地实现,对于shuffle密集型的作业来说,这将会有30%以上的性能提升。
HDFS 中的 block 默认保存几份?
默认保存3份
HDFS 默认 BlockSize 是多大?
从2.7.3版本开始,官方关于Data Blocks 的说明中,block size由64 MB变成了128 MB的。
负责HDFS数据存储的是哪一部分?
DataNode负责数据存储
HDFS有哪些优点
HDFS缺点
HDFS访问方式有哪些
如何增加和移除DataNode节点
HDFS快照的作用以及如何设置
谈谈HDFS的缓存
HDFS的存储机制
HDFS存储机制,包括HDFS的写入数据过程和读取数据过程两部分
1)客户端通过Distributed FileSystem模块向NameNode请求上传文件,NameNode检查目标文件是否已存在,父目录是否存在。
2)NameNode返回是否可以上传。
3)客户端请求第一个 block上传到哪几个datanode服务器上。
4)NameNode返回3个datanode节点,分别为dn1、dn2、dn3。
5)客户端通过FSDataOutputStream模块请求dn1上传数据,dn1收到请求会继续调用dn2,然后dn2调用dn3,将这个通信管道建立完成。
6)dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
7)客户端开始往dn1上传第一个block(先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存),以packet为单位,dn1收到一个packet就会传给dn2,dn2传给dn3;
dn1每传一个packet会放入一个应答队列等待应答。
8)当一个block传输完成之后,客户端再次请求NameNode上传第二个block的服务器。(重复执行3-7步)。
1)客户端通过Distributed FileSystem向NameNode请求下载文件,NameNode通过查询元数据,找到文件块所在的DataNode地址。
2)挑选一台DataNode(就近原则,然后随机)服务器,请求读取数据。
3)DataNode开始传输数据给客户端(从磁盘里面读取数据输入流,以packet为单位来做校验)。
4)客户端以packet为单位接收,先在本地缓存,然后写入目标文件。
Map端优化
Reduce端优化
MapReduce任务级别优化
转载原创作者:大数据真好玩
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