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Hadoop-2.4.1学习之Map任务源码分析(下)
在Map任务源码分析(上)中,对MAP阶段的代码进行了学习,这篇文章文章将学习Map任务的SORT阶段。如果Reducer的数量不为0,则还需要进行SORT阶段,但从上面的学习中并未发现与MAP阶段执行完毕调用mapPhase.complete()类似的在SORT阶段执行完毕调用sortPhase.complete()的源码,那SORT阶段是在什么时候启动的?对于Map任务来说,有输入就有输出,输入由RecordReader负责,输出则由RecordWriter负责,当Reducer的数量不为0时,RecordWriter为NewOutputCollector(该类为MapTask的私有内部类),SORT阶段对map的输出进行处理,由此推断SORT阶段的工作是由NewOutputCollector完成的,下面将通过分析NewOutputCollector的源代码要验证这一推断是否成立。该类继承自RecordWriter,拥有的变量如下:
private final MapOutputCollector<K,V> collector;//负责实际的输出操作 private final org.apache.hadoop.mapreduce.Partitioner<K,V> partitioner;//对键空间进行分区 private final int partitions;//分区数量,与Reducer的数量相同该类的构造函数如下:
collector = createSortingCollector(job, reporter); partitions = jobContext.getNumReduceTasks(); if (partitions > 1) { partitioner = (org.apache.hadoop.mapreduce.Partitioner<K,V>) ReflectionUtils.newInstance(jobContext.getPartitionerClass(), job); } else { partitioner = new org.apache.hadoop.mapreduce.Partitioner<K,V>() { @Override public int getPartition(K key, V value, int numPartitions) { return partitions - 1; } }; }
在该段代码中还是未发现与SORT阶段有关的任何信息,但却发现了Sorting,据此推断方法createSortingCollector具有最大的可能性。该方法的源代码如下:
//根据mapreduce.job.map.output.collector.class的值构建MapOutputCollector //在未指定该参数值的情况,返回MapOutputBuffer对象 MapOutputCollector<KEY, VALUE> collector= (MapOutputCollector<KEY, VALUE>) ReflectionUtils.newInstance. (job.getClass(JobContext.MAP_OUTPUT_COLLECTOR_CLASS_ATTR, MapOutputBuffer.class, MapOutputCollector.class), job); LOG.info("Map output collector class = " + collector.getClass().getName()); MapOutputCollector.Context context =new MapOutputCollector.Context(this, job, reporter); //默认调用MapOutputBuffer的init方法 collector.init(context); return collector;
经过上面的一系列分析可知,SORT阶段的工作由NewOutputCollector完成,而NewOutputCollector又将SORT工作交给了MapOutputCollector,最终由该接口的实现类MapOutputBuffer完成,该类做为MapTask的内部类占用了MapTask源代码中超过一半的行数(MapTask行数为2000行,MapOutputBuffer约为1100行),但从行数就可以得出该类的重要性。MapOutputBuffer的init方法的第一部分代码根据设置构建缓存,代码已经添加了相关注释:
//sanity checks //当kvbuffer缓存达到该值时,溢出线程将缓存内容写入硬盘 final float spillper =job.getFloat(JobContext.MAP_SORT_SPILL_PERCENT, (float)0.8); //用于排序文件的缓存的大小,默认为100MB final int sortmb = job.getInt(JobContext.IO_SORT_MB, 100); //mapreduce.task.index.cache.limit.bytes,默认值为1024 * 1024(1M) indexCacheMemoryLimit = job.getInt(JobContext.INDEX_CACHE_MEMORY_LIMIT, INDEX_CACHE_MEMORY_LIMIT_DEFAULT); if (spillper > (float)1.0 || spillper <= (float)0.0) { throw new IOException("Invalid \"" + JobContext.MAP_SORT_SPILL_PERCENT + "\": " + spillper); } //sortmb的最大值为2047Mb(111 1111 1111),取sortmb的最低11位 //若大于2047Mb,下面的左移20位将导致溢出 if ((sortmb & 0x7FF) != sortmb) { throw new IOException("Invalid \"" + JobContext.IO_SORT_MB + "\": " + sortmb); } //默认使用快速排序 sorter = ReflectionUtils.newInstance(job.getClass("map.sort.class", QuickSort.class, IndexedSorter.class), job); // buffers and accounting //sortbm*(2的20次方),将sortbm转换为字节数(1024*1024,2的十次方乘以2的十次方) int maxMemUsage = sortmb << 20; //METASIZE=16,maxMemUsage=sortmb << 20 maxMemUsage -= maxMemUsage % METASIZE; kvbuffer = new byte[maxMemUsage]; bufvoid = kvbuffer.length; kvmeta = ByteBuffer.wrap(kvbuffer).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer(); setEquator(0); //equator:标记元数据或者序列化数据的起源 //bufstart:标记溢出的起始位置,bufend:标记可收集收据的起始位置 //bufindex:标记已收集数据的结束位置。全部初始化为0 bufstart = bufend = bufindex = equator; //kvstart:标记溢出元数据的起源,kvend:标记溢出元数据的结束位置 //kvindex:标记完全序列化的记录的结束位置 kvstart = kvend = kvindex; maxRec = kvmeta.capacity() / NMETA; softLimit = (int)(kvbuffer.length * spillper); bufferRemaining = softLimit;
MapOutputBuffer的init方法的第二部分启动SpillThread线程,该线程用于完成SORT阶段的工作,并负责溢出缓存中的数据。在该线程中的run方法中调用了sortAndSpill方法,由方法名就可以得知该方法负责map输出的排序和溢出工作,排序部分的源代码如下:
final int mstart = kvend / NMETA; // kvend is a valid record final int mend = 1 + (kvstart >= kvend? kvstart : kvmeta.capacity() + kvstart) / NMETA; //对指定范围的数据进行排序,默认使用的QuickSort sorter.sort(MapOutputBuffer.this, mstart, mend, reporter);
对数据排完序后就需要将已排序数据写出到文件中,源代码如下:
int spindex = mstart; //记录索引的startOffset、rawLength和partLength final IndexRecord rec = new IndexRecord(); //封装value的字节表示的内部类 final InMemValBytes value = http://www.mamicode.com/new InMemValBytes();>当保存索引的缓存超过限制时,就将索引保存到文件中,源代码如下:
if (totalIndexCacheMemory >= indexCacheMemoryLimit) { // create spill index file //MAP_OUTPUT_INDEX_RECORD_LENGTH值为24,表示索引文件中每条记录的大小 Path indexFilename =mapOutputFile.getSpillIndexFileForWrite(numSpills, partitions * MAP_OUTPUT_INDEX_RECORD_LENGTH); spillRec.writeToFile(indexFilename, job); } else { indexCacheList.add(spillRec); totalIndexCacheMemory +=spillRec.size() * MAP_OUTPUT_INDEX_RECORD_LENGTH; }综合上面的分析可知,当在map方法中执行context.write时,将先数据写入到缓存中,当缓存中的数据达到预先设置的阈值时由后台SpillThread线程负责数据排序并将数据溢出到map任务的中间输出文件中。
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