Hadoop是使用非常广泛的一种云计算平台,研究生阶段的研究方向就是Hadoop资源调度,我即将去面试Hadoop研发工程师,下面是我准备的一些面试资料。
Hadoop Interview Questions – MapReduce:文章介绍了MapReduce、HDFS的一些基本概念
Hadoop Interview Questions – Setting up Hadoop Cluster!:文章介绍了Hadoop的搭建、使用、维护等过程
并行算法的评价方法:文章介绍了三种并行化算法评价指标:SpeedUp、ScaleUp、SizeUp
下面哪项通常是集群的最主要瓶颈
a)CPU b)网络 c)磁盘 I/O d)内存
1.cpu处理能力强 2.内存够大 所以集群的瓶颈不可能是a和d 3.网络是一种稀缺资源,但是并不是瓶颈。 4.由于大数据面临海量数据,读写数据都需要io,然后还要冗余数据,hadoop一般备3份数据,所以IO就会打折扣。 同样可以参考下面内容(磁盘IO:磁盘输出输出) 对于磁盘IO:当我们面临集群作战的时候,我们所希望的是即读即得。可是面对大数据,读取数据需要经过IO,这里可以把IO理解为水的管道。管道越大越强,我们对于T级的数据读取就越快。所以IO的好坏,直接影响了集群对于数据的处理。 集群瓶颈:磁盘IO必读 集群瓶颈为什么磁盘io 你可以买到CPU、内存、带宽、硬盘空间,你却买不到一心一意为你服务的硬盘IO |
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MapReduce排序过程 MapReduce中排序发生在哪几个阶段?这些排序是否可以避免,为什么?
答:一个MapReduce作业由Map阶段和Reduce阶段两部分组成,这两个阶段会对数据排序,从这个意义上说,MapReduce框架本质上就是一个Distributed Sort。在Map阶段,Map Task会在本地磁盘输出一个按照key排序(采用的是快速排序)的文件(中间可能产生多个文件,但最终会合并成一个),在Reduce阶段,每个Reduce Task会对收到的数据排序,这样,数据便按照key分成了若干组,之后以组为单位交给reduce()处理。很多人的误解在Map阶段,以为如果不使用Combiner便不会排序,这是错误的,不管你用不用Combiner,Map Task均会对产生的数据进行排序(如果没有Reduce Task,则不会排序,实际上Map阶段的排序就是为了减轻Reduce端排序负载)。由于这些排序是MapReduce系统自动完成的,用户无法控制,因此,在hadoop 1.x中无法避免,也不可以关闭,但hadoop 2.x是可以关闭的。
二次排序编写MapReduce作业时,如何做到在Reduce阶段,先对key排序,再对value排序?
答:该问题通常称为“二次排序”,最常用的方法是将value放到key中,实现一个组合Key,然后自定义key排序规则(为key实现一个WritableComparable)。
全排序如何使用MapReduce实现全排序(即数据整体key有序)?你给出的算法可能要求仅启动一个Reduce Task,那么如何对算法改进,可以同时启动多个Reduce Task提高排序效率。
答:直接可以想到的方法是“多个map task” “一个reduce task”,其中各个map task对自己负责的数据进行排序,而唯一的reduce task则实现全局排序。这种方法最大的问题是reduce task只有一个,存在性能瓶颈。一种常见的优化方法是基于采样的排序方法,Hadoop自带的terasort例子便是这么实现的,有兴趣的读者可阅读我的这篇文章(直接在google中搜索文章标题即可找到):“Hadoop中TeraSort算法分析”。
作业运行调优如何对MapReduce作业进行调优(可从参数配置、程序编写等角度说明)
答:参考《Hadoop技术内幕:深入解析MapReduce架构设计与实现原理》中“9.3从用户角度进行调优”。
系统调优如果对MapReduce系统进行调优(可从操作系统配置、参数配置等角度说明)
答:参考Hadoop技术内幕:深入解析MapReduce架构设计与实现原理》中“9.2 从管理员角度进行调优”。
资源管理模型Hadoop MapReduce中资源管理模型是怎样的,有什么缺点,如何改进?
答:MapReduce将资源划分成map slot和reduce slot,其中map slot供map task使用,reduce slot供reduce slot使用,这种模型存在以下几个问题:(1)slot之间不能共享,导致资源利用率低(比如map slot空闲而reduce slot紧缺时,Reduce Task不能使用空闲的map slot),(2)slot数目静态配置,不能动态修改(3)slot这种划分资源方式粒度过大,导致集群资源利用情况不好精细化控制,比如一个map task可能无法充分利用一个map slot对应的资源。具体改进方法可参考《Hadoop技术内幕:深入解析MapReduce架构设计与实现原理》中“6.7.4 Hadoop资源管理优化”
join实现
- reduce side join reduce side join是一种最简单的join方式,其主要思想如下: 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。即:map阶段的主要任务是对不同文件中的数据打标签。 在reduce阶段,reduce函数获取key相同的来自File1和File2文件的value list,然后对于同一个key,对File1和File2中的数据进行join(笛卡尔乘积)。即:reduce阶段进行实际的连接操作。
- map side join 之所以存在reduce side join,是因为在map阶段不能获取所有需要的join字段,即:同一个key对应的字段可能位于不同map中。Reduce side join是非常低效的,因为shuffle阶段要进行大量的数据传输。 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。 为了支持文件的复制,Hadoop提供了一个类DistributedCache,使用该类的方法如下: (1)用户使用静态方法DistributedCache.addCacheFile()指定要复制的文件,它的参数是文件的URI(如果是HDFS上的文件,可以这样:hdfs://namenode:9000/home/XXX/file,其中9000是自己配置的NameNode端口号)。JobTracker在作业启动之前会获取这个URI列表,并将相应的文件拷贝到各个TaskTracker的本地磁盘上。(2)用户使用DistributedCache.getLocalCacheFiles()方法获取文件目录,并使用标准的文件读写API读取相应的文件。
- SemiJoin SemiJoin,也叫半连接,是从分布式数据库中借鉴过来的方法。它的产生动机是:对于reduce side join,跨机器的数据传输量非常大,这成了join操作的一个瓶颈,如果能够在map端过滤掉不会参加join操作的数据,则可以大大节省网络IO。 实现方法很简单:选取一个小表,假设是File1,将其参与join的key抽取出来,保存到文件File3中,File3文件一般很小,可以放到内存中。在map阶段,使用DistributedCache将File3复制到各个TaskTracker上,然后将File2中不在File3中的key对应的记录过滤掉,剩下的reduce阶段的工作与reduce side join相同。 更多关于半连接的介绍,可参考:半连接介绍:http://wenku.baidu.com/view/ae7442db7f1922791688e877.html
- reduce side join BloomFilter 在某些情况下,SemiJoin抽取出来的小表的key集合在内存中仍然存放不下,这时候可以使用BloomFiler以节省空间。 BloomFilter最常见的作用是:判断某个元素是否在一个集合里面。它最重要的两个方法是:add() 和contains()。最大的特点是不会存在false negative,即:如果contains()返回false,则该元素一定不在集合中,但会存在一定的true negative,即:如果contains()返回true,则该元素可能在集合中。 因而可将小表中的key保存到BloomFilter中,在map阶段过滤大表,可能有一些不在小表中的记录没有过滤掉(但是在小表中的记录一定不会过滤掉),这没关系,只不过增加了少量的网络IO而已。
url排序给定a、b两个文件,各存放50亿个url,每个url各占64字节,内存限制是4G,让你找出a、b文件共同的url? 可以估计每个文件安的大小为5G×64=320G,远远大于内存限制的4G。所以不可能将其完全加载到内存中处理。考虑采取分而治之的方法。 分而治之/hash映射:遍历文件a,对每个url求取,然后根据所取得的值将url分别存储到1000个小文件(记为)中。这样每个小文件的大约为300M。遍历文件b,采取和a相同的方式将url分别存储到1000小文件中(记为)。这样处理后,所有可能相同的url都在对应的小文件中,不对应的小文件不可能有相同的url。然后我们只要求出1000对小文件中相同的url即可。 hash统计:求每对小文件中相同的url时,可以把其中一个小文件的url存储到hash_set中。然后遍历另一个小文件的每个url,看其是否在刚才构建的hash_set中,如果是,那么就是共同的url,存到文件里面就可以了。 压缩Hadoop中的压缩算法及压缩的好处 gzip:压缩格式不能被分块,并行的处理 bzip2:支持分块处理,但是解压的过程非常的缓慢,使job的瓶颈转移到了cpu上 lzo:支持分块并行的处理,速度也非常的快 好处:在hadoop中使用lzo的压缩算法可以减小数据的大小和数据的磁盘读写时间,在HDFS中存储压缩数据,可以使集群能保存更多的数据,延长集群的使用寿命。不仅如此,由于mapreduce作业通常瓶颈都在IO上,存储压缩数据就意味这更少的IO操作,job运行更加的高效
常用链接
Hadoop 自动安装脚本:http://metooxi.iteye.com/blog/1517552
云创存储解决方案:http://www.cstor.cn/Download_1026.html