《交通大数据处理与分析》 MapReduce概述
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mapreduce在大数据处理中的作用一、引言随着大数据时代的到来,数据量越来越庞大,传统的数据处理方法已经无法胜任。
为了解决这个问题,谷歌公司在2004年提出了一种分布式计算框架——MapReduce,该框架可以对大规模数据进行高效处理,并且具有可扩展性和容错性等优点。
本文将详细介绍MapReduce在大数据处理中的作用。
二、MapReduce框架概述1. MapReduce框架基本原理MapReduce框架是一种分布式计算模型,它将一个大规模的任务分成若干个小任务,并行地执行这些小任务。
具体来说,MapReduce 框架包含两个阶段:映射(map)阶段和归约(reduce)阶段。
在映射阶段中,每个节点都会对输入数据进行处理,并将处理结果输出为键值对;在归约阶段中,所有节点将相同键值对的结果进行合并并输出最终结果。
2. MapReduce框架主要组件MapReduce框架主要由以下三个组件构成:(1)JobTracker:负责管理整个作业的执行过程,在其中分配任务给各个节点,并监控各个节点的状态。
(2)TaskTracker:负责执行具体的任务,在其中执行Map和Reduce操作,并将处理结果输出到HDFS中。
(3)HDFS:分布式文件系统,用于存储大规模数据。
三、MapReduce框架在大数据处理中的作用1. 高效的数据处理能力MapReduce框架采用分布式计算的方式,可以将一个大规模的任务分成若干个小任务,在多个节点上并行地执行这些小任务。
这种方式可以充分利用集群中的计算资源,提高数据处理速度。
同时,MapReduce框架还支持本地化计算,即将计算任务尽可能地分配到离数据源较近的节点上,减少网络传输带来的开销。
2. 可扩展性MapReduce框架具有良好的可扩展性。
由于它采用了分布式计算的方式,可以通过增加节点数量来扩展集群规模,以应对不断增长的数据量。
同时,MapReduce框架还支持动态添加和删除节点等操作,使得集群规模更加灵活。
第四章分布式计算框架MapReduce4.1初识MapReduceMapReduce是一种面向大规模数据并行处理的编程模型,也一种并行分布式计算框架。
在Hadoop流行之前,分布式框架虽然也有,但是实现比较复杂,基本都是大公司的专利,小公司没有能力和人力来实现分布式系统的开发。
Hadoop的出现,使用MapReduce框架让分布式编程变得简单。
如名称所示,MapReduce主要由两个处理阶段:Map阶段和Reduce 阶段,每个阶段都以键值对作为输入和输出,键值对类型可由用户定义。
程序员只需要实现Map和Reduce两个函数,便可实现分布式计算,而其余的部分,如分布式实现、资源协调、内部通信等,都是由平台底层实现,无需开发者关心。
基于Hadoop开发项目相对简单,小公司也可以轻松的开发分布式处理软件。
4.1.1 MapReduce基本过程MapReduce是一种编程模型,用户在这个模型框架下编写自己的Map函数和Reduce函数来实现分布式数据处理。
MapReduce程序的执行过程主要就是调用Map函数和Reduce函数,Hadoop把MapReduce程序的执行过程分为Map和Reduce两个大的阶段,如果细分可以为Map、Shuffle(洗牌)、Reduce三个阶段。
Map含义是映射,将要操作的每个元素映射成一对键和值,Reduce含义是归约,将要操作的元素按键做合并计算,Shuffle在第三节详细介绍。
下面以一个比较简单的示例,形象直观介绍一下Map、Reduce阶段是如何执行的。
有一组图形,包含三角形、圆形、正方形三种形状图形,要计算每种形状图形的个数,见下图4-1。
图:4-1 map/reduce计算不同形状的过程在Map阶段,将每个图形映射成形状(键Key)和数量(值Value),每个形状图形的数量值是“1”;Shuffle阶段的Combine(合并),相同的形状做归类;在Reduce阶段,对相同形状的值做求和计算。
简述mapreduce计算过程
mapreduce是一种用来实现高度可扩展的分布式计算框架。
mapreduce的计算过程大致可以分为map阶段和reduce阶段,下面分别介绍这两个阶段的计算过程。
map阶段:
1、用户提交一个由map处理程序和reduce处理程序组成的程序,它们针对特定的查询目标;
2、mapreduce框架将用户提交的代码发送给集群中的各个节点,每个节点上的代码都是完全一样的;
3、集群中的节点上分别启动map任务,map任务会把数据划分为若干个小块,然后把每个小块的数据都传递给map任务;
4、map任务根据用户提供的数据处理程序,对每个块的数据进行处理,形成一个中间结果;
5、map处理结果在每个节点之间进行汇总,形成map输出结果; reduce阶段:
1、接着上面的map处理结果,用户提交的reduce处理程序会把多个节点上的map任务的结果进行合并;
2、reduce任务会根据用户提交的reduce程序,对合并后的map 任务处理结果进行处理,形成最终的输出结果;
3、最终的输出结果会被存储到指定的目标;
4、输出结果的格式也由用户指定。
通过map和reduce这两个阶段,可以实现复杂的分布式计算任
务,从而实现数据的计算、分类和汇总,从而提高计算能力。
mapreduce总结MapReduce一个由Google出的分布式编程模型,它将大数据处理转化为分布式程序模型,提供了一种简单却强大的方法来处理海量的数据。
MapReduce优点在于提供了一种既可以低成本、高效率地处理大规模数据的数据处理框架,在大数据的处理和管理方面发挥了重要作用。
本文将对MapReduce的相关概念及其实现原理、特点和应用进行综述。
一、MapReduce的概念MapReduceGoogle发明的一种解决海量数据处理的分布式编程模型,它是一种计算框架,可以将一个大型数据集分割成多个小任务,并把任务分发到多台机器上执行,并最终将小任务的结果合并成最终结果。
MapReduce模型由Google在2004年提出,并于2005年在著名论文“MapReduce:A Flexible Data Processing Tool”中被正式发表,其主要贡献者为Google公司的三位研究人员:Jeff Dean、Sanjay Ghemawat Andrew Tomkins。
二、MapReduce的实现原理MapReduce实现原理主要分2个阶段。
1. Map:Map是利用已有的数据,进行数据归类和分块的过程,将大规模的数据量分割成多个中等规模的数据块,每个数据块用一个子任务来处理;2. Reduce阶段:Reduce是从 Map的多个子任务的结果中汇总出最终的结果;MapReduce框架建立在分布式环境之上,将一个大规模的计算任务拆分成小任务,分发到各个节点运行,最后把小任务的结果合并成一个总结果。
三、MapReduce的特点MapReduce模型提供了一种机制,可以实现以下处理大规模数据的特点:1.发处理大数据:MapReduce过将大数据集分成多个小数据集,并由多个节点并行处理,从而提供了大规模数据处理的并发能力,可以提升处理效率;2.错性:MapReduce型支持容错性处理,也即当某台机器出现故障或是宕机,MapReduce架会将任务重新分发到其它机器上执行,从而保证了数据的正确性;3.可伸缩性:MapReduce型具有较高的可伸缩性,即可以根据需求随时增加或减少计算任务的数量,从而改变计算的规模;4.持低延迟的数据处理:MapReduce数据处理过程中,可以有效避免数据倾斜现象,从而减少任务处理的时间。
MapReduce 体系结构简述
MapReduce 是一种用于处理海量数据的分布式计算框架,其核心思想是将数据处理过程分为两个阶段:Map 阶段和 Reduce 阶段。
在Map 阶段,数据被分成多个块,每个块都被映射到一个 Mapper 进程上进行处理;在 Reduce 阶段,多个 Mapper 进程的输出被聚合到一个 Reducer 进程上进行处理。
MapReduce 体系结构的基本组成部分包括:
1. MapTask:负责 Map 阶段的数据处理流程,接受输入数据块和 Map 函数,执行 Map 函数并将结果输出到本地磁盘。
2. ReduceTask:负责 Reduce 阶段的数据处理流程,接受来自多个 MapTask 的输出数据,执行 Reduce 函数并将结果输出到本地磁盘。
3. MRAppMaster:负责整个 MapReduce 程序的过程调度及状态协调,包括任务调度、进度监控、错误恢复等。
MapReduce 程序的运行过程如下:
1. 输入数据被分成多个数据块。
2. 每个数据块都被映射到一个 Mapper 进程上进行处理,Mapper 进程执行 Map 函数并将结果输出到本地磁盘。
3. 多个 Mapper 进程的输出数据被聚合到一个 Reducer 进程上进行处理,Reducer 进程执行 Reduce 函数并将结果输出到本地磁盘。
4. MRAppMaster 负责任务调度、进度监控、错误恢复等,确保
MapReduce 程序的正确性和可靠性。
MapReduce 体系结构的优点在于其高度并行化和可扩展性,能够处理海量数据并在分布式环境中实现高性能计算。
MapReduce名词解释
MapReduce是一种用于并行处理大规模数据的编程模型和算法。
它采用了分布式计算的思想,将数据分成若干个小块,然后分配给不同的计算节点进行处理。
MapReduce包括两个主要阶段:Map(映射)和Reduce(归约)。
在Map阶段,输入的数据会被拆分成一个个的键值对,并由多个Map任务并行处理。
每个Map任务会对输入的键值对进行处理,并生成中间结果。
在Reduce阶段,相同键的中间结果会被分组到同一个Reduce任务,并按照一定的规则进行处理和合并。
最终,Reduce任务会输出最终结果。
例如,统计一篇文档中每个单词的出现次数,就可以使用MapReduce来实现。
MapReduce的优点包括:
•可扩展性强:能够处理大规模数据集,并充分利用分布式计算的优势。
•容错性好:蜗牛节点的存在,即使有计算节点发生故障,整个任务也不会失败。
•简化并行计算:开发者只需要关注数据的映射和归约逻辑,而不用担心细节。
MapReduce的应用场景包括:
•大规模数据处理和分析
•搜索引擎索引构建
•推荐系统
•日志分析
•图计算等。
谷歌三篇论文之二---MapReduceMapReduce:超大机群上的简单数据处理摘要MapReduce是一个编程模型,和处理、产生大数据集的相关实现。
用户指定一个map函数处理一个key/value对,从而产生中间的key/value对集。
然后再指定一个reduce函数合并所有的具有相同中间key的中间value。
下面将列举许多可以用这个模型来表示的现实世界的工作。
以这种方式写的程序能自动的在大规模的普通机器上实现并行化。
这个运行时系统关心这些细节:分割输入数据,在机群上的调度,机器的错误处理,管理机器之间必要的通信。
这样就可以让那些没有并行分布式处理系统经验的程序员利用大量分布式系统的资源。
我们的MapReduce实现运行在规模可以灵活调整的由普通机器组成的机群上,一个典型的MapReduce计算处理几千台机器上的以TB计算的数据。
程序员发现这个系统非常好用:已经实现了数以百计的MapReduce程序,每天在Google的机群上都有1000多个MapReduce程序在执行。
1.介绍在过去的5年里,作者和Google的许多人已经实现了数以百计的为专门目的而写的计算来处理大量的原始数据,比如,爬行的文档、Web请求日志等等。
为了计算各种类型的派生数据,比如,倒排索引,Web文档的图结构的各种表示,每个主机上爬行的页面数量的概要,每天被请求数量最多的集合,等等。
很多这样的计算在概念上很容易理解。
然而,输入的数据量很大,并且只有计算被分布在成百上千的机器上才能在可以接受的时间内完成。
怎样并行计算,分发数据,处理错误,所有这些问题综合在一起,使得原本很简洁的计算,因为要大量的复杂代码来处理这些问题,而变得让人难以处理。
作为对这个复杂性的回应,我们设计一个新的抽象模型,它让我们表示我们将要执行的简单计算,而隐藏并行化、容错、数据分布、负载均衡的那些杂乱的细节,在一个库里。
我们的抽象模型的灵感来自Lisp和许多其他函数语言的map和reduce的原始表示。