大数据

HDFS 分布式文件系统

1. 按块存储
   • 支持大规模文件存储
   • 简化系统设计
   • 数据备份
2. 名称节点，整个HDFS集群的管家。
   • FsImage和editlog
   • 通过shell命令，从上述两个地方最新的元数据，创建一个新版的FsImage（名称节点），创建一个空的　editlog(editlog依然会变大)
   • 第二名称节点（帮助解决editlog过大＆冷备份）
     • 冷备份过程：第二名称节点与名称节点定期通信，过大叫停，名称节点创建edit.new，第二名称节点把FsImage和editlog拷贝到本地合并成一个新的FsImage，名称节点将edit.new改为editlog
3. 数据节点，负责存储实际数据。
4. 体系结构：hdfs读写先通过名称节点，去读取数据节点．
   • 命名空间　目录＋文件＋块
5. 存储原理，冗余数据保存
   • 加快传输速度
   • 容易检查错误
   • 保证可靠性
6. 数据读取
   • 打开文件，生成fsDataInput Stream输入流，封装了distribution filesystem类对象。
   • 获取数据块信息，与名称节点沟通，将文件数据块地址信息返回。
   • 读取数据，输入流执行read，从距离客户端最近的数据节点开始读。关闭连接。
   • 再次获取数据块信息并读取数据。关闭文件。
7. 写数据
   • 创建文件请求，生成FSDataOutputStream封装一个distribution filesystem类对象。
   • 创建文件元数据，调用名称节点，名称节点进行检查。
   • 写数据，流水线复制。把数据分成包，放入输出流。数据节点形成一个管道，分包依次发放，客户端发到第一个，第一个发到第二个（复制）……，确认包从最后一个数据节点往前传，传到客户端。
   • 关闭文件。

MapReduce

1. 一种分布式变成框架。计算向数据靠拢，将应用程序分发到数据所在的机器。map函数输入是一个键值对，输入是一堆键值对。reduce函数输入是一个，输出是一个。
2. 体系结构。

• client客户端
• jobtracker 作业跟踪
• tasktracker 任务调度 执行jobtracker发送的命令
• slot是一个任务调度单位（资源单位，2.0已经取消），分为map类型和reduce类型。task也分为map类型和reduce类型。

3. 工作流程。from hdfs对大规模数据集进行分片操作（split，逻辑上），生成很多map任务（由分片数量决定），对每一个map分成多个reduce任务（shuffle），输出到hdfs。

• map任务和reduce任务之间不进行通信。

4. shuffle过程。

   
   

输入数据进行分片处理，map之后输入处理结果（一堆键值对），写入缓存，满了之后溢写到磁盘中。通过reduce任务取走，经过归并，合并输入到reduce函数，输出到hdfs。

• 写到缓存是因为：减少寻址开销，一次寻址批量写入
• 溢写包括：分区，排序，合并

• map端的shuffle：分区，分区给不同的reduce任务，按照key排序，合并是为了减少溢写到磁盘的数量（如果不经过combine，结果是key-value list，经过的话，结果是key-value n）。
  -reduce端的shuffle：从多个map任务拷贝到reducer，归并数据，写入磁盘。

  
  

Spark

1. spark与hadoop对比

• hadoop表达能力有限，磁盘io开销大（都写到hdfs里），延迟高，任务之间的连接涉及io开销，难以胜任复杂/多阶段的任务。
• 提供了多种数据集操作，提供了内存计算效率更高，DAG迭代机制。

2. 架构
   优点：利用多线程执行任务，减少任务启动开销。executor有一个blockmanager存储模块，将内存和磁盘作为存储设备，较少io开销。

   
   
   
   

   一个application有一个driver和多个job，一个job包含多个stage，一个stage包括多个task。执行一个application，driver向集群管理器申请资源，启动executor，执行task，结束后把结果返回。

3. 流程

   
   

• 每个aoolication都有自己的executor进程，以多线程的方式运行task。
• spark运行与资源管理器无关，只需获取executor进程并保持通信。
• task数据本地性，推测执行。

4. RDD 弹性分布式数据集 resillient distributed dataset
   一个RDD是一个分布式对象几何，只读。避免中间数据存储。

• 执行过程：读入外部数据源，经过一系列转换每次都产生不同的RDD，最后一个RDD经过动作操作计算并输出。
• 高容错性。血缘关系结构决定，从父RDD转换恢复。
• 中间结果持久化到内存。数据在内存中RDD传递，避免io开销。
• 存放对象可以是Java对象，避免了不必要的对象序列化

5. RDD的依赖关系，帮助划分stage。在DAG中反向解析，遇到宽依赖就断开，遇到窄依赖就加入stage。将窄依赖尽量划分在一个stage中，形成流水线操作。

• 窄依赖：一对一，多对一。
• 宽依赖：一对多。
• shufflemapstage
• resultstage 直接输出结果

6. spark部署

   
   

数据仓库hive

1. 本来不具有数据的存储和分析，提供了一种语言。

• 采用批处理方式处理海量数据，将hiveQL语句转为mr任务。
• 存储的静态数据，适合采用批处理处理方式。
• 提供了一系列工具对数据进行存储处理。

2. hive对外访问接口，驱动模块（把HiveQL转换为MR语句），元数据存储模块（独立的关系型数据库）