Hadoop之快速入门
1.分布式系统概述
注：由于大数据技术领域的各类技术框架基本上都是分布式系统，因此，理解hadoop、storm、spark等技术框架，都需要具备基本的分布式系统概念
1.1 分布式软件系统(Distributed Software Systems)
² 该软件系统会划分成多个子系统或模块，各自运行在不同的机器上，子系统或模块之间通过网络通信进行协作，实现最终的整体功能
² 比如分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译(解释)系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。
1.2 分布式软件系统举例：solrcloud
A. 一个solrcloud集群通常有多台solr服务器
B. 每一个solr服务器节点负责存储整个索引库的若干个shard（数据分片）
C. 每一个shard又有多台服务器存放若干个副本互为主备用
D. 索引的建立和查询会在整个集群的各个节点上并发执行
E. solrcloud集群作为整体对外服务，而其内部细节可对客户端透明
总结：利用多个节点共同协作完成一项或多项具体业务功能的系统就是分布式系统。
1.3 分布式应用系统模拟开发
需求：可以实现由主节点将运算任务发往从节点，并将各从节点上的任务启动；
程序清单：
AppMaster
AppSlave/APPSlaveThread
Task
程序运行逻辑流程：
2.离线数据分析流程介绍
注：本环节主要感受数据分析系统的宏观概念及处理流程，初步理解hadoop等框架在其中的应用环节，不用过于关注代码细节
一个应用广泛的数据分析系统：“web日志数据挖掘”
2.1 需求分析
2.1.1 案例名称
“网站或APP点击流日志数据挖掘系统”。
(
一般中型的网站(10W的PV以上)，每天会产生1G以上Web日志文件。大型或超大型的网站，可能每小时就会产生10G的数据量。
具体来说，比如某电子商务网站，在线团购业务。每日PV数100w，独立IP数5w。用户通常在工作日上午10:00-12:00和下午15:00-18:00访问量最大。日间主要是通过PC端浏览器访问，休息日及夜间通过移动设备访问较多。网站搜索浏量占整个网站的80%，PC用户不足1%的用户会消费，移动用户有5%会消费。
对于日志的这种规模的数据，用HADOOP进行日志分析，是最适合不过的了。
)
2.1.2 案例需求描述
“Web点击流日志”包含着网站运营很重要的信息，通过日志分析，我们可以知道网站的访问量，哪个网页访问人数最多，哪个网页最有价值，广告转化率、访客的来源信息，访客的终端信息等。
2.1.3 数据来源
本案例的数据主要由用户的点击行为记录
获取方式：在页面预埋一段js程序，为页面上想要监听的标签绑定事件，只要用户点击或移动到标签，即可触发ajax请求到后台servlet程序，用log4j记录下事件信息，从而在web服务器（nginx、tomcat等）上形成不断增长的日志文件。
形如：
| 58.215.204.118 - - [18/Sep/2013:06:51:35 +0000] "GET /wp-includes/js/jquery/jquery.js?ver=1.10.2 HTTP/1.1" 304 0 "http://blog.fens.me/nodejs-socketio-chat/" "Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:23.0) Gecko/20100101 Firefox/23.0" |
2.2 数据处理流程
2.2.1 流程图解析
本案例跟典型的BI系统极其类似，整体流程如下：
但是，由于本案例的前提是处理海量数据，因而，流程中各环节所使用的技术则跟传统BI完全不同，后续课程都会一一讲解：
1) 数据采集：定制开发采集程序，或使用开源框架FLUME
2) 数据预处理：定制开发mapreduce程序运行于hadoop集群
3) 数据仓库技术：基于hadoop之上的Hive
4) 数据导出：基于hadoop的sqoop数据导入导出工具
5) 数据可视化：定制开发web程序或使用kettle等产品
6) 整个过程的流程调度：hadoop生态圈中的oozie工具或其他类似开源产品
2.2.2 项目技术架构图
2.2.3 项目相关截图
a) Mapreudce程序运行
b) 在Hive中查询数据
c) 将统计结果导入mysql
| ./sqoop export --connect jdbc:mysql://localhost:3306/weblogdb --username root --password root --table t_display_xx --export-dir /user/hive/warehouse/uv/dt=2014-08-03 |
2.3 项目最终效果
经过完整的数据处理流程后，会周期性输出各类统计指标的报表，在生产实践中，最终需要将这些报表数据以可视化的形式展现出来，本案例采用web程序来实现数据可视化
效果如下所示：
3. 集群搭建
3.1 HADOOP集群搭建
3.1.1集群简介
HADOOP集群具体来说包含两个集群：HDFS集群和YARN集群，两者逻辑上分离，但物理上常在一起
HDFS集群：
负责海量数据的存储，集群中的角色主要有 NameNode / DataNode
YARN集群：
负责海量数据运算时的资源调度，集群中的角色主要有 ResourceManager /NodeManager
(那mapreduce是什么呢？它其实是一个应用程序开发包)
本集群搭建案例，以5节点为例进行搭建，角色分配如下：
| hdp-node-01 NameNode SecondaryNameNode hdp-node-02 ResourceManager hdp-node-03 DataNode NodeManager hdp-node-04 DataNode NodeManager hdp-node-05 DataNode NodeManager |
部署图如下：
3.1.2服务器准备
本案例使用虚拟机服务器来搭建HADOOP集群，所用软件及版本：
ü Vmware 11.0
ü Centos 6.5 64bit
3.1.3网络环境准备
ü 采用NAT方式联网
ü 网关地址：192.168.33.1
ü 3个服务器节点IP地址：192.168.33.101、192.168.33.102、192.168.33.103
ü 子网掩码：255.255.255.0
3.1.4服务器系统设置
ü 添加HADOOP用户
ü 为HADOOP用户分配sudoer权限
ü 同步时间
ü 设置主机名
n hdp-node-01
n hdp-node-02
n hdp-node-03
ü 配置内网域名映射：
n 192.168.33.101 hdp-node-01
n 192.168.33.102 hdp-node-02
n 192.168.33.103 hdp-node-03
ü 配置ssh免密登陆
ü 配置防火墙
3.1.5 Jdk环境安装
ü 上传jdk安装包
ü 规划安装目录 /home/hadoop/apps/jdk_1.7.65
ü 解压安装包
ü 配置环境变量 /etc/profile
3.1.6 HADOOP安装部署
ü 上传HADOOP安装包
ü 规划安装目录 /home/hadoop/apps/hadoop-2.6.1
ü 解压安装包
ü 修改配置文件 $HADOOP_HOME/etc/hadoop/
最简化配置如下：
vi hadoop-env.sh
| # The java implementation to use. export JAVA_HOME=/home/hadoop/apps/jdk1.7.0_51 |
vi core-site.xml
| |
vi hdfs-site.xml
|
|
vi mapred-site.xml
| |
vi yarn-site.xml
|
|
vi salves
| hdp-node-01 hdp-node-02 hdp-node-03 |
3.1.7 启动集群
初始化HDFS
| bin/hadoop namenode -format |
启动HDFS
| sbin/start-dfs.sh |
启动YARN
| sbin/start-yarn.sh |
3.1.8 测试
1、上传文件到HDFS
从本地上传一个文本文件到hdfs的/wordcount/input目录下
| [HADOOP@hdp-node-01 ~]$ HADOOP fs -mkdir -p /wordcount/input [HADOOP@hdp-node-01 ~]$ HADOOP fs -put /home/HADOOP/somewords.txt /wordcount/input |
2、运行一个mapreduce程序
在HADOOP安装目录下，运行一个示例mr程序
| cd $HADOOP_HOME/share/hadoop/mapreduce/ hadoop jar mapredcue-example-2.6.1.jar wordcount /wordcount/input /wordcount/output |
4 集群使用初步
4.1 HDFS使用
1、查看集群状态
命令： hdfs dfsadmin –report
可以看出，集群共有3个datanode可用
也可打开web控制台查看HDFS集群信息，在浏览器打开http://hdp-node-01:50070/
2、上传文件到HDFS
² 查看HDFS中的目录信息
命令： hadoop fs –ls /
² 上传文件
命令： hadoop fs -put ./ scala-2.10.6.tgz to /
² 从HDFS下载文件
命令： hadoop fs -get /yarn-site.xml
4.2 MAPREDUCE使用
mapreduce是hadoop中的分布式运算编程框架，只要按照其编程规范，只需要编写少量的业务逻辑代码即可实现一个强大的海量数据并发处理程序
4.2.1 Demo开发——wordcount
1、需求
从大量（比如T级别）文本文件中，统计出每一个单词出现的总次数
2、mapreduce实现思路
Map阶段：
a) 从HDFS的源数据文件中逐行读取数据
b) 将每一行数据切分出单词
c) 为每一个单词构造一个键值对(单词，1)
d) 将键值对发送给reduce
Reduce阶段：
a) 接收map阶段输出的单词键值对
b) 将相同单词的键值对汇聚成一组
c) 对每一组，遍历组中的所有“值”，累加求和，即得到每一个单词的总次数
d) 将(单词，总次数)输出到HDFS的文件中
1、 具体编码实现
(1)定义一个mapper类
| //首先要定义四个泛型的类型 //keyin: LongWritable valuein: Text //keyout: Text valueout:IntWritable
public class WordCountMapper extends Mapper //map方法的生命周期： 框架每传一行数据就被调用一次 //key : 这一行的起始点在文件中的偏移量 //value: 这一行的内容 @Override protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException { //拿到一行数据转换为string String line = value.toString(); //将这一行切分出各个单词 String[] words = line.split(" "); //遍历数组，输出<单词，1> for(String word:words){ context.write(new Text(word), new IntWritable(1)); } } } |
(2)定义一个reducer类
| //生命周期：框架每传递进来一个kv组，reduce方法被调用一次 @Override protected void reduce(Text key, Iterable //定义一个计数器 int count = 0; //遍历这一组kv的所有v，累加到count中 for(IntWritable value:values){ count += value.get(); } context.write(key, new IntWritable(count)); } } |
(3)定义一个主类，用来描述job并提交job
| public class WordCountRunner { //把业务逻辑相关的信息（哪个是mapper，哪个是reducer，要处理的数据在哪里，输出的结果放哪里。。。。。。）描述成一个job对象 //把这个描述好的job提交给集群去运行 public static void main(String[] args) throws Exception { Configuration conf = new Configuration(); Job wcjob = Job.getInstance(conf); //指定我这个job所在的jar包 // wcjob.setJar("/home/hadoop/wordcount.jar"); wcjob.setJarByClass(WordCountRunner.class); wcjob.setMapperClass(WordCountMapper.class); wcjob.setReducerClass(WordCountReducer.class); //设置我们的业务逻辑Mapper类的输出key和value的数据类型 wcjob.setMapOutputKeyClass(Text.class); wcjob.setMapOutputValueClass(IntWritable.class); //设置我们的业务逻辑Reducer类的输出key和value的数据类型 wcjob.setOutputKeyClass(Text.class); wcjob.setOutputValueClass(IntWritable.class); //指定要处理的数据所在的位置 FileInputFormat.setInputPaths(wcjob, "hdfs://hdp-server01:9000/wordcount/data/big.txt"); //指定处理完成之后的结果所保存的位置 FileOutputFormat.setOutputPath(wcjob, new Path("hdfs://hdp-server01:9000/wordcount/output/")); //向yarn集群提交这个job boolean res = wcjob.waitForCompletion(true); System.exit(res?0:1); } |
4.2.2 程序打包运行
1. 将程序打包
2. 准备输入数据
vi /home/hadoop/test.txt
| Hello tom Hello jim Hello ketty Hello world Ketty tom |
在hdfs上创建输入数据文件夹：
hadoop fs mkdir -p /wordcount/input
将words.txt上传到hdfs上
hadoop fs –put /home/hadoop/words.txt /wordcount/input
3. 将程序jar包上传到集群的任意一台服务器上
4. 使用命令启动执行wordcount程序jar包
$ hadoop jar wordcount.jar cn.itcast.bigdata.mrsimple.WordCountDriver /wordcount/input /wordcount/out
5. 查看执行结果
$ hadoop fs –cat /wordcount/out/part-r-00000
