大数据高频面试题--Hadoop相关知识点
第二章 Hadoop相关总结
1.1 Hadoop常用端口号
- dfs.namenode.http-address:50070
- dfs.datanode.http-address:50075
- SecondaryNameNode辅助名称节点端口号：50090
- dfs.datanode.address:50010
- fs.defaultFS:8020 或者9000
- yarn.resourcemanager.webapp.address:8088
- 历史服务器web访问端口：19888
1.2 Hadoop配置文件以及简单的Hadoop集群搭建
（1）配置文件：
> core-site.xml、hdfs-site.xml、mapred-site.xml、yarn-site.xml
> hadoop-env.sh、yarn-env.sh、mapred-env.sh、slaves
（2）简单的集群搭建过程：
JDK安装
> 配置SSH免密登录
> 配置hadoop核心文件:
> 格式化namenode
1.3 HDFS读流程和写流程
1.4 MapReduce的Shuffle过程及Hadoop优化（包括：压缩、小文件、集群优化）
一、Shuffle机制
1）Map方法之后Reduce方法之前这段处理过程叫Shuffle
2）Map方法之后，数据首先进入到分区方法，把数据标记好分区，然后把数据发送到环形缓冲区；环形缓冲区默认大小100m，环形缓冲区达到80%时，进行溢写；溢写前对数据进行排序，排序按照对key的索引进行字典顺序排序，排序的手段快排；溢写产生大量溢写文件，需要对溢写文件进行归并排序；对溢写的文件也可以进行Combiner操作，前提是汇总操作，求平均值不行。最后将文件按照分区存储到磁盘，等待Reduce端拉取。
3）每个Reduce拉取Map端对应分区的数据。拉取数据后先存储到内存中，内存不够了，再存储到磁盘。拉取完所有数据后，采用归并排序将内存和磁盘中的数据都进行排序。在进入Reduce方法前，可以对数据进行分组操作。
二、Hadoop优化
0）HDFS小文件影响
（1）影响NameNode的寿命，因为文件元数据存储在NameNode的内存中
（2）影响计算引擎的任务数量，比如每个小的文件都会生成一个Map任务
1）数据输入小文件处理：
（1）合并小文件：对小文件进行归档（Har）、自定义Inputformat将小文件存储成SequenceFile文件。
（2）采用ConbinFileInputFormat来作为输入，解决输入端大量小文件场景。
（3）对于大量小文件Job，可以开启JVM重用。
2）Map阶段
（1）增大环形缓冲区大小。由100m扩大到200m
（2）增大环形缓冲区溢写的比例。由80%扩大到90%
（3）减少对溢写文件的merge次数。
（4）不影响实际业务的前提下，采用Combiner提前合并，减少 I/O。
3）Reduce阶段
（1）合理设置Map和Reduce数：两个都不能设置太少，也不能设置太多。太少，会导致Task等待，延长处理时间；太多，会导致
Map、Reduce任务间竞争资源，造成处理超时等错误。
（2）设置Map、Reduce共存：调整slowstart.completedmaps参数，使Map运行到一定程度后，Reduce也开始运行，减少Reduce的等待时间。
（3）规避使用Reduce，因为Reduce在用于连接数据集的时候将会产生大量的网络消耗。
（4）增加每个Reduce去Map中拿数据的并行数
（5）集群性能可以的前提下，增大Reduce端存储数据内存的大小。
4）IO传输
（1）采用数据压缩的方式，减少网络IO的的时间。安装Snappy和LZOP压缩编码器。
（2）使用SequenceFile二进制文件
5）整体
（1）MapTask默认内存大小为1G，可以增加MapTask内存大小为4-5g
（2）ReduceTask默认内存大小为1G，可以增加ReduceTask内存大小为4-5g
（3）可以增加MapTask的cpu核数，增加ReduceTask的CPU核数
（4）增加每个Container的CPU核数和内存大小
（5）调整每个Map Task和Reduce Task最大重试次数
三、压缩
| 压缩格式 | Hadoop自带？ | 算法 | 文件扩展名 | 支持切分 | 换成压缩格式后，原来的程序是否需要修改 |
|---|---|---|---|---|---|
| DEFLATE | 是，直接使用 | DEFLATE | .deflate | 否 | 和文本处理一样，不需要修改 |
| Gzip | 是，直接使用 | DEFLATE | .gz | 否 | 和文本处理一样，不需要修改 |
| bzip2 | 是，直接使用 | bzip2 | .bz2 | 是 | 和文本处理一样，不需要修改 |
| LZO | 否，需要安装 | LZO | .lzo | 是 | 需要建索引，还需要指定输入格式 |
| Snappy | 否，需要安装 | Snappy | .snappy | 否 | 和文本处理一样，不需要修改 |
提示：如果面试过程问起，我们一般回答压缩方式为Snappy，特点速度快，缺点无法切分（可以回答在链式MR中，Reduce端输出使用bzip2压缩，以便后续的map任务对数据进行split）
四、切片机制
1）简单地按照文件的内容长度进行切片
2）切片大小，默认等于Block大小
3）切片时不考虑数据集整体，而是逐个针对每一个文件单独切片
提示：切片大小公式：max(0,min(Long_max,blockSize))
1.5 Yarn的Job提交流程
评分标准：5分
4.2.6 Yarn的默认调度器、调度器分类、以及他们之间的区别
1）Hadoop调度器重要分为三类：
FIFO 、Capacity Scheduler（容量调度器）和Fair Sceduler（公平调度器）。
Hadoop2.7.2默认的资源调度器是 容量调度器
2）区别：
FIFO调度器：先进先出，同一时间队列中只有一个任务在执行。
容量调度器：多队列；每个队列内部先进先出，同一时间队列中只有一个任务在执行。队列的并行度为队列的个数。
公平调度器：多队列；每个队列内部按照缺额大小分配资源启动任务，同一时间队列中有多个任务执行。队列的并行度大于等于队列的个数。
3）生产环境中不是使用的FifoScheduler，面试的时侯会发现候选人大概了解这几种调度器的区别，但是问在生产环境用哪种，却说使用的FifoScheduler（企业生产环境一定不会用这个调度的）
1.7 项目经验之LZO压缩
Hadoop默认不支持LZO压缩，如果需要支持LZO压缩，需要添加jar包，并在hadoop的cores-site.xml文件中添加相关压缩配置。
1.8 Hadoop参数调优
1）在hdfs-site.xml文件中配置多目录，最好提前配置好，否则更改目录需要重新启动集群
2）NameNode有一个工作线程池，用来处理不同DataNode的并发心跳以及客户端并发的元数据操作。
dfs.namenode.handler.count=20 * log2(Cluster
Size)，比如集群规模为10台时，此参数设置为60
3）编辑日志存储路径dfs.namenode.edits.dir设置与镜像文件存储路径dfs.namenode.name.dir尽量分开，达到最低写入延迟
4）服务器节点上YARN可使用的物理内存总量，默认是8192（MB），注意，如果你的节点内存资源不够8GB，则需要调减小这个值，而YARN不会智能的探测节点的物理内存总量。yarn.nodemanager.resource.memory-mb
5）单个任务可申请的最多物理内存量，默认是8192（MB）。yarn.scheduler.maximum-allocation-mb
1.9 项目经验之基准测试
搭建完Hadoop集群后需要对HDFS读写性能和MR计算能力测试。测试jar包在hadoop的share文件夹下。
1.10 Hadoop宕机
1）如果MR造成系统宕机。此时要控制Yarn同时运行的任务数，和每个任务申请的最大内存。调整参数：yarn.scheduler.maximum-allocation-mb（单个任务可申请的最多物理内存量，默认是8192MB）
2）如果写入文件过量造成NameNode宕机。那么调高Kafka的存储大小，控制从Kafka到HDFS的写入速度。高峰期的时候用Kafka进行缓存，高峰期过去数据同步会自动跟上。