java程序员的大数据之路（6）：定制的Writable类型

序列化

序列化是指将结构化对象转化为字节流，以便在网络上传输或写入磁盘。反序列化是指将字节流转回结构化对象的过程。
在Hadoop中，系统中多个节点上进程间的通信是通过“远程过程调用”（RPC）实现的。RPC协议是将消息序列化成二进制流后进行传输。通常情况下，RPC序列化格式如下：

紧凑

紧凑的格式能够使我们充分利用网络带宽

快速

   进程间通信形成了分布式系统的骨架，所以需要尽量减少序列化和反序列化的开销

可扩展

  协议为了满足新的需求而不断变化，所以在控制客户端和服务器的过程中，需要直接引用相应的协议。

互操作

对某些系统来说，希望能够支持以不同语言写的客户端与服务器交互，所以需要设计一种特定的格式来满足这一需求。

Hadoop的序列化格式

Hadoop使用自己的序列化格式Writable，它格式紧凑，速度快，但很难用Java以外的语言进行扩展或使用。Avro在一定程度上解决了这一不足。想了解的朋友可以看一下Avro总结(RPC/序列化)
Writable类对Java基本类型提供了封装（short和char除外），所有封装都包含get()和set()两个方法用于读取和设置封装的值。

Java基本类型	Writable实现	序列化大小
boolean	BooleanWritable	1
byte	ByteWritable	1
int	IntWritable VintWritable	4 1~5
float	FloatWritable	4
long	LongWritable VlongWritable	8 1~9
double	DoubleWritable	8

除了上述类型之外，还有一种Text类型，它是针对UTF-8序列的Writable类。一般可以认为它等价于java.lang.String的Writable。需要注意的是String的长度是其所含char编码单元的个数，但是Text对象的长度却是其UTF-8编码的字节数。

实现定制的Writable

Hadoop的Writable可以满足大部分需求，但有些情况下我们需要根据自己的需求构造一个新的实现，这里举一个栗子，叫做TextPair，就是一对Text。

主要代码

public class TextPair implements WritableComparable {

    private Text first;
    private Text second;

    public TextPair() {
        set(new Text(), new Text());
    }

    public TextPair(Text first, Text second) {
        set(first, second);
    }

    public void set(Text first, Text second) {
        this.first = first;
        this.second = second;
    }

    public Text getFirst() {
        return first;
    }

    public void setFirst(Text first) {
        this.first = first;
    }

    public Text getSecond() {
        return second;
    }

    public void setSecond(Text second) {
        this.second = second;
    }

    public int compareTo(TextPair tp) {
//        int cmp = first.compareTo(tp.first);
//        if (cmp != 0) {
//            return cmp;
//        }
//        return second.compareTo(tp.second);
        return new FirstComparator().compare(this, tp);
    }

    public void write(DataOutput dataOutput) throws IOException {
        first.write(dataOutput);
        second.write(dataOutput);
    }

    public void readFields(DataInput dataInput) throws IOException {
        first.readFields(dataInput);
        second.readFields(dataInput);
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o instanceof TextPair) {
            TextPair tp = (TextPair) o;
            return first.equals(tp.first) && second.equals(tp.second);
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return first.hashCode() * 163 + second.hashCode();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return first + "\t" + second;
    }

    public static class FirstComparator extends WritableComparator {
        public static final Text.Comparator TEXT_COMPARATOR = new Text.Comparator();
        public FirstComparator() {
            super(TextPair.class);
        }

        @Override
        public int compare(byte[] b1, int s1, int l1, byte[] b2, int s2, int l2) {
            try {
                int firstL1 = WritableUtils.decodeVIntSize(b1[s1]) + readVInt(b1, s1);
                int firstL2 = WritableUtils.decodeVIntSize(b2[s2]) + readVInt(b2, s2);
                return TEXT_COMPARATOR.compare(b1, s1, firstL1, b2, s2, firstL2);
            } catch (IOException e) {
                throw new IllegalArgumentException(e);
            }
        }

        @Override
        public int compare(WritableComparable a, WritableComparable b) {
            if(a instanceof TextPair && b instanceof TextPair) {
                return ((TextPair) a).first.compareTo(((TextPair) b).first);
            }
            return super.compare(a, b);
        }
    }
}

测试结果

说明

上面两个运行结果，第一个是使用默认比较器的结果，第二个是定制比较器FirstComparator（只比较第一个Text）。需要注意的是：由于Writable实例具有易变性并且通常可以重用，所以要尽量避免在write()和readFields()函数中分配对象。