Hadoop工作机制

可以只用一行代码来运行MapReduce作业：JobClient.runJon(conf)，Job作业运行时参与的四个实体：

1.JobClient 写代码，配置作业，提交作业。

2.JobTracker:初始化作业，分配作业，协调作业运行。这是一个java程序，主类是JobTracker。

3.TaskTracker：运行作业划分后的任务，即分配数据分配上执行Map或Reduce任务。

4.HDFS：保存作业数据、配置信息等，保存作业结果。

Map/Reduce 作业总体执行流程：

     代码编写 ----> 作业配置  ---->  作业提交 ----> Map任务分配和执行 ----> 处理中间结果 ---->  Reduce任务分配与执行 ---->  输出结果

而对于每个作业的执行，又包含：

     输入准备 ----> 任务执行 ----> 输出结果

作业提交JobClient：

     JobClient的runJob方法产生一个Jobclient实例并调用其submitJob方法，然后runJob开始循环吗，并在循环中调用getTaskCompetionEvents方法，获得TaskCompletionEvent实例，每秒轮询作业进度（后面有介绍进度和状态更新），把进度写到控制台，作业完成后显示作业计数器，若失败，则把错误记录到控制台。

submitJob方法作业提交的过程：

1.向JobTracker请求一个新的JobId。

2.检查作业相关路径，如果路径不正确就会返回错误。

3.计算作业输入分片及其划分信息。

4.将作业运行需要的资源（jar文件、配置文件等）复制到Shared HDFS，并

复制多个副本（参数控制，默认值为10）供tasktracker访问，也会将计算的分片复制到HDFS。

5.调用JobTracker对象的submitJob()方法来真正提交作业，告诉JobTracker作业准备执行。

作业的初始化JobTracker：

JobTracker收到submitJob方法调用后，会把调用放入到一个内部队列，由作业调度器（Job scheduler）进行调度并对其初始化。Job初始化即创建一个作业对象。

当作业被调度后，JobTracker会创建一个代表这个作业的JobInProgress对象，并将任务和记录信息封装在这个对象中，以便跟踪任务状态和进程。

初始化过程就是JobInProgress对象的initTasks方法进行初始化的。

初始化步骤：

1.从HDFS中读取作业对应的job.split信息，为后面的初始化做好准备。

2.创建并初始化map和reduce任务。根据数据分片信息中的个数确定map task的个数，然后为每个map task生成一个TaskInProgress对象来处理数据分片，先将其放入nonRunningMapCache,以便JobTracker分配任务的时候使用。接下来根据JobConf中的mapred.reduce.tasks属性利用setNumReduceTasks()方法设置reduce task的数量，然后同map task创建方式。

3.最后就是创建两个初始化task，进行map和reduce的初始化。

任务的分配JobTracker：

消息传递HeartBeat： tasktracker运行一个简单循环定期发送心跳（heartbeat）给JobTracker。由心跳告知JobTracker自己是否存活，同时作为消息通道传递其它信息（请求新task）。作为心跳的一部分，tasktracker会指明自己是否已准备好运行新的任务，如果是，jobtracker会分配它一个任务。

分配任务所属于的作业：在Jobtracker分配任务前需先确定任务所在的作业。后面会介绍到各种作业调度算法，默认是一个FIFO的作业调度。

分配Map和Reduce任务：tasktracker有固定数量的任务槽,一个tasktracker可以同时运行多个Map和Reduce任务，但其准确的数量由tasktracker的核的数量和内存大小决定。默认调度器会先填满Map任务槽，再填Reduce任务槽。jobtracker会选择距离离分片文件最近的tasktracker，最理想情况下，任务是数据本地化（data-local）的,当然也可以是机架本地化（rack-local），如果不是本地化的，那么他们就需要从其他机架上检索数据。Reduce任务分配很简单，jobtracker会简单的从待运行的reduce任务列表中选取下一个来执行，不用考虑数据本地化。

任务的执行TaskTracker：

TaskTracker收到新任务后，就要在本地运行任务了，运行任务的第一步就是通过localizedJob将任务本地化所需要的注入配置、数据、程序等信息进行本地化。

1.本地化数据：从共享文件系统将job.split 、job.jar (在分布式缓存中)复制本地，将job配置信息写入job.xml。

2.新建本地工作目录：tasktracker会加压job.jar文件到本工作目录。

3.调用launchTaskForJob方法发布任务（其中会新建TaskRunner实例运行任务），如果是Map任务就启用MapTaskRunner，对于Reduce就是ReduceTaskRunner。

在这之后，TaskRunner会启用一个新的JVM来运行每个Map/Reduce任务，防止程序原因而导致tasktracker崩溃，但不同任务间重用JVM还是可以的，后续会讲到任务JVM重用。

对于单个Map，任务执行的简单流程是：

1.分配任务执行参数

2.在Child临时文件中添加map任务信息（Child是运行Map和Reduce任务的主进程）

3.配置log文件夹，配置map任务的通信和输出参数

4.读取input split，生成RecordReader读取数据

5.为Map生成MapRunnable,依次从RecordReader中接收数据，并调用Map函数进行处理。

6.最后将map函数的输出调用collect收集到MapOutputBuffer（参数控制其大小）中。

Streaming和Pipes:

Streaming和Pipes都运行特殊的Map和Reduce任务，目的是运行用户提供的可执行程序并与之通信。

Streaming:使用标准输入输出Streaming与进程进行通信。

Pipes:用来监听套接字，会发送一个端口号给C++程序，两者便可建立链接。

进度和状态更新：

一个作业和它的任务都有状态（status），其中包括：运行成功失败状态、Map/Reduce进度、作业计数器值、状态消息。

状态消息与客户端的通信：

1.对于Map任务Progress的追踪：progress是已经处理完的输入所占的比例。

2.对于Reduce：稍复杂，reduce任务分三个阶段（每个阶段占1/3），复制、排序和Reduce处理，若reduce已执行一半的输入的话，那么任务进度便是1/3+1/3+1/6=5/6。

3.任务计数器：任务有一组计数器，负责对任务运行各个事件进行计数。

4.任务进度报告：如果任务报告了进度，便会设置一个标记以表明状态将被发送到tasktracker。有一个独立线程每隔三秒检查一次此标记，如果已设置，则告知tasktracker当前状态。

5.tasktracker进度报告：tasktracker会每隔5秒（这个心跳是由集群大小决定，集群越大时间会越长）发送heartbeat到jobtracker，并且tasktracker运行的所有状态都会在调用中被发送到jobtracker。

6.jobtracker合并各任务报告：产生一个表明所有运行作业机器所含任务状态的全局视图。

前面提到的JobClient就是通过每秒查询JobTracker来接收最新状态，而且客户端JobClient的getJob方法可以得到一个RunningJob的实例，其包含了作业的所以状态信息。

作业的完成：

当jobtracker收到作业最后一个任务已完成的通知后，便把作业状态设置成成功。JobClient查询状态时，便知道任务已成功完成，于是JobClient打印一条消息告知用户，然后从runJob方法返回。

如果jobtracker有相应设置，也会发送一个Http作业通知给客户端，希望收到回调指令的客户端可以通过job.