hadoop大数据(九)-yarn

5.1 Hadoop1.x和Hadoop2.x架构区别

在Hadoop1.x时代，Hadoop中的MapReduce同时处理业务逻辑运算和资源的调度，耦合性较大。

1. ResourceManagement 资源管理
2. JobScheduling/JobMonitoring 任务调度监控

在Hadoop2.x时代，增加了Yarn。Yarn只负责资源的调度，MapReduce只负责运算。这样就能够各司其职

1. ResourceManger
2. ApplicationMaster

​ 需要注意的是，在Yarn中我们把job的概念换成了application，因为在新的Hadoop2.x中，运行的应用不只是MapReduce了，还有可能是其它应用如一个DAG（有向无环图Directed Acyclic Graph，例如storm应用）。Yarn的另一个目标就是拓展Hadoop，使得它不仅仅可以支持MapReduce计算，还能很方便的管理诸如Hive、Hbase、Pig、Spark/Shark等应用。这种新的架构设计能够使得各种类型的应用运行在Hadoop上面，并通过Yarn从系统层面进行统一的管理，也就是说，有了Yarn，各种应用就可以互不干扰的运行在同一个Hadoop系统中，共享整个集群资源。

5.2 Yarn概述

Yarn是一个资源调度平台，负责为运算程序提供服务器运算资源，相当于一个分布式的操作系统平台，而MapReduce等运算程序则相当于运行于操作系统之上的应用程序。

5.3 Yarn基本架构

​ YARN主要由ResourceManager、NodeManager、ApplicationMaster和Container等组件构成。

5.4 Yarn工作机制

1）Yarn运行机制

2）工作机制详解

​ （0）Mr程序提交到客户端所在的节点。

​ （1）Yarnrunner向Resourcemanager申请一个Application。

​ （2）rm将该应用程序的资源路径返回给yarnrunner。

​ （3）该程序将运行所需资源提交到HDFS上。

​ （4）程序资源提交完毕后，申请运行mrAppMaster。

​ （5）RM将用户的请求初始化成一个task。

​ （6）其中一个NodeManager领取到task任务。

​ （7）该NodeManager创建容器Container，并产生MRAppmaster。

​ （8）Container从HDFS上拷贝资源到本地。

​ （9）MRAppmaster向RM 申请运行maptask资源。

​ （10）RM将运行maptask任务分配给另外两个NodeManager，另两个NodeManager分别领取任务并创建容器。

​ （11）MR向两个接收到任务的NodeManager发送程序启动脚本，这两个NodeManager分别启动maptask，maptask对数据分区排序。

（12）MrAppMaster等待所有maptask运行完毕后，向RM申请容器，运行reduce task。

​ （13）reduce task向maptask获取相应分区的数据。

​ （14）程序运行完毕后，MR会向RM申请注销自己。

5.5 作业提交全过程

1）作业提交过程之YARN

作业提交全过程详解

（1）作业提交

第0步：client调用job.waitForCompletion方法，向整个集群提交MapReduce作业。

第1步：client向RM申请一个作业id。

第2步：RM给client返回该job资源的提交路径和作业id。

第3步：client提交jar包、切片信息和配置文件到指定的资源提交路径。

第4步：client提交完资源后，向RM申请运行MrAppMaster。

（2）作业初始化

第5步：当RM收到client的请求后，将该job添加到容量调度器中。

第6步：某一个空闲的NM领取到该job。

第7步：该NM创建Container，并产生MRAppmaster。

第8步：下载client提交的资源到本地。

（3）任务分配

第9步：MrAppMaster向RM申请运行多个maptask任务资源。

第10步：RM将运行maptask任务分配给另外两个NodeManager，另两个NodeManager分别领取任务并创建容器。

（4）任务运行

第11步：MR向两个接收到任务的NodeManager发送程序启动脚本，这两个NodeManager分别启动maptask，maptask对数据分区排序。

第12步：MrAppMaster等待所有maptask运行完毕后，向RM申请容器，运行reduce task。

第13步：reduce task向maptask获取相应分区的数据。

第14步：程序运行完毕后，MR会向RM申请注销自己。

（5）进度和状态更新

YARN中的任务将其进度和状态(包括counter)返回给应用管理器, 客户端每秒(通过mapreduce.client.progressmonitor.pollinterval设置)向应用管理器请求进度更新, 展示给用户。

（6）作业完成

除了向应用管理器请求作业进度外, 客户端每5分钟都会通过调用waitForCompletion()来检查作业是否完成。时间间隔可以通过mapreduce.client.completion.pollinterval来设置。作业完成之后, 应用管理器和container会清理工作状态。作业的信息会被作业历史服务器存储以备之后用户核查。

2）作业提交过程之MapReduce

3）作业提交过程之读数据

4）作业提交过程之写数据

5.6 资源调度器

目前，Hadoop作业调度器主要有三种：FIFO、Capacity Scheduler和Fair Scheduler。Hadoop2.7.2默认的资源调度器是Capacity Scheduler。

具体设置详见：yarn-default.xml文件

The class to use as the resource scheduler. yarn.resourcemanager.scheduler.class org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.scheduler.capacity.CapacityScheduler

<property>
    <description>The class to use as the resource scheduler.</description>
    <name>yarn.resourcemanager.scheduler.class</name>
<value>org.apache.hadoop.yarn.server.resourcemanager.scheduler.capacity.CapacityScheduler</value>
</property>

　　1）先进先出调度器（FIFO）

2）容量调度器（Capacity Scheduler）

3）公平调度器（Fair Scheduler）

5.7 任务的推测执行

1）作业完成时间取决于最慢的任务完成时间

一个作业由若干个Map任务和Reduce任务构成。因硬件老化、软件Bug等，某些任务可能运行非常慢。

典型案例：系统中有99%的Map任务都完成了，只有少数几个Map老是进度很慢，完不成，怎么办？

2）推测执行机制：

发现拖后腿的任务，比如某个任务运行速度远慢于任务平均速度。为拖后腿任务启动一个备份任务，同时运行。谁先运行完，则采用谁的结果。

3）执行推测任务的前提条件

（1）每个task只能有一个备份任务；

（2）当前job已完成的task必须不小于0.05（5%）

（3）开启推测执行参数设置。Hadoop2.7.2 mapred-site.xml文件中默认是打开的。

<property>
  <name>mapreduce.map.speculative</name>
  <value>true</value>
  <description>If true, then multiple instances of some map tasks                may be executed in parallel.</description>
</property>

<property>
  <name>mapreduce.reduce.speculative</name>
  <value>true</value>
  <description>If true, then multiple instances of some reduce tasks 
               may be executed in parallel.</description>
</property>

mapreduce.map.speculative true If true, then multiple instances of some map tasks may be executed in parallel. mapreduce.reduce.speculative true If true, then multiple instances of some reduce tasks may be executed in parallel.

4）不能启用推测执行机制情况

（1）任务间存在严重的负载倾斜；

（2）特殊任务，比如任务向数据库中写数据。

5）算法原理：