MapReduce工作原理

一切都是从最上方的user program开始的，user program链接了MapReduce库，实现了最基本的Map函数和Reduce函数。

1. MapReduce库先把user program的输入文件划分为M份（M为用户定义），每一份通常有16MB到64MB，如图左方所示分成了split0~4(文件块)；然后使用fork将用户进程拷贝到集群内其它机器上。
2. user program的副本中有一个称为master，其余称为worker，master是负责调度的，为空闲worker分配作业（Map作业或Reduce作业），worker数量可由用户指定的。
3. 被分配了Map作业的worker，开始读取对应文件块的输入数据，Map作业数量是由M决定的，和split一一对应；Map作业(包含多个map函数)从输入数据中抽取出键值对，每一个键值对都作为参数传递给map函数，map函数产生的中间键值对被缓存在内存中。
4. 缓存的中间键值对会被定期写入本地磁盘。主控进程知道Reduce的个数，比如R个（通常用户指定）。然后主控进程通常选择一个哈希函数作用于键并产生0~R-1个桶编号。Map任务输出的每个键都被哈希起作用，根据哈希结果将Map的结果存放到R个本地文件中的一个（后来每个文件都会指派一个Reduce任务）。
5. master通知分配了Reduce作业的worker它负责的分区在什么位置。当Reduce worker把所有它负责的中间键值对都读过来后，先对它们进行排序，使得相同键的键值对聚集在一起。因为不同的键可能会映射到同一个分区也就是同一个Reduce作业（谁让分区少呢），所以排序是必须的。
6. reduce worker遍历排序后的中间键值对，对于每个唯一的键，都将键与关联的值传递给reduce函数，reduce函数产生的输出会添加到这个分区的输出文件中。
7. 当所有的Map和Reduce作业都完成了，master唤醒正版的user program，MapReduce函数调用返回user program的代码。
8. 所有执行完毕后，MapReduce输出放在了R个分区的输出文件中（分别对应一个Reduce作业）。用户通常并不需要合并这R个文件，而是将其作为输入交给另一个MapReduce程序处理。整个过程中，输入数据是来自底层分布式文件系统（GFS）的，中间数据是放在本地文件系统的，最终输出数据是写入底层分布式文件系统（GFS）的。而且我们要注意Map/Reduce作业和map/reduce函数的区别：Map作业处理一个输入数据的分片，可能需要调用多次map函数来处理每个输入键值对；Reduce作业处理一个分区的中间键值对，期间要对每个不同的键调用一次reduce函数，Reduce作业最终也对应一个输出文件。

 

函数说明 pid_t fork( void)

一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间。