[MapReduce_7] MapReduce 中的排序

0. 说明

　　部分排序 && 全排序 && 采样 && 二次排序

1. 介绍

　　sort 是根据 Key 进行排序

　　【部分排序】

　　在每个分区中，分别进行排序，默认排序即部分排序

　　【全排序】

　　在所有的分区中，整体有序

　　实现全排序的方案：

　　1. 使用一个 reduce

　　2. 自定义分区函数

　　3. 采样

　　　　【3.1 随机采样】

　　　　对于纯文本数据支持不友好
　　　　0. 纯文本建议使用 KeyValueTextInputFormat
　　　　1. 设置分区类 TotalOrderPartition(MR中存在此类 )
　　　　2. 初始化采样器 (RandomSampler) => InputSampler.RandomSampler<Text,Text> sampler = new InputSampler.RandomSampler<Text,Text>(0.01,10);
　　　　3. 设置采样数据地址 => TotalOrderPartitioner.setPartitionFile(job.getConfiguration(),new Path("E:/test/wc/out3"));
　　　　4. 写入采样数据 => InputSampler.writePartitionFile(job,sampler);
　　　　5. 注意1-4步必须写在配置文件之后，job 执行之前

　　　　// new InputSampler.RandomSampler<Text,Text>(0.01,10);
　　　　// 0.01(freq) 每个 Key 被选中的概率
　　　　// 对于每个key都会产生一个0-1之间的浮点数，小于此浮点数的key会被选中
　　　　// 10(numSamples) 样本个数
　　　　// 定义一个10长度的数组，被选中的 Key 回到此数组中
　　　　// 最终从数组中随机选择2个样本

　　　　【3.2 切片采样】

　　　　对每个数据切片取前n个值
　　　　first numSamples / numSplits
　　　　10 / 3

　　　　【3.3 间隔采样】

　　　　每隔一段间隔采样数据 => new InputSampler.IntervalSampler<Text,Text>(0.01);
　　　　对于每个切片样本，当保留的记录数与总记录计数之比小于指定频率时发出

　　【二次排序】

　　在对 Key 进行排序的基础上，对 Value 进行排序
　　1. 重写组合 Key (Compkey) Year+Temp 　　　　　　　　　　　　　　//在对key进行排序的基础上，对 Value 进行排序
　　2. 重写分组对比器，使得在 year 相等的情况下则证明 Compkey 相等　//GroupComparator

　　流程图如下

　　 [MapReduce_7] MapReduce 中的排序

2. 全排序（自定义分区函数）

　　[2.1 PassMapper.java]

package hadoop.mr.sort.total;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.LongWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

import java.io.IOException;

/**

 * mapper 类

 * 对原始数据进行预处理

 */

public class PassMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, IntWritable> {

    @Override

    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {

        // 将 value 变为 String 格式

        String line = value.toString();

        // 将一行文本进行截串

        String[] arr = line.split("\t");

        // 过滤不符合规范的数据

        if (arr.length >= 3) {

            String pass = arr[2];

            if (pass != null) {

                context.write(new Text(pass), new IntWritable(1));

            }

        }

    }

}

　　[2.2 PassReducer.java]

package hadoop.mr.sort.total;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

import java.io.IOException;

public class PassReducer extends Reducer<Text,IntWritable,Text,IntWritable> {

    /**

     * 通过迭代所有的key进行聚合

     */

    @Override

    protected void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {

        int sum = 0;

        for(IntWritable value : values){

            sum += value.get();

        }

        context.write(key,new IntWritable(sum));

    }

}

　　[2.3 PassPartition.java]

package hadoop.mr.sort.total;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Partitioner;

/**

 * 自定义分区实现全排序

 */

public class PassPartition extends Partitioner<Text, IntWritable> {

    @Override

    public int getPartition(Text text, IntWritable intWritable, int numPartitions) {

        String key = text.toString();

        if (key.compareTo("9") < 0) {

            return 0;

        }

        if (key.compareTo("f") < 0) {

            return 1;

        }

        else return 2;

    }

}

　　[2.4 PassApp.java]

package hadoop.mr.sort.total;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;

import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;

import org.apache.hadoop.fs.Path;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

/**

 * 对密码进行全排序

 * 通过自定义分区实现全排序

 */

public class PassApp {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 初始化配置文件

        Configuration conf = new Configuration();

        // 仅在本地开发时使用

        conf.set("fs.defaultFS", "file:///");

        // 初始化文件系统

        FileSystem fs = FileSystem.get(conf);

        // 通过配置文件初始化 job

        Job job = Job.getInstance(conf);

        // 设置 job 名称

        job.setJobName("pass count");

        // job 入口函数类

        job.setJarByClass(PassApp.class);

        // 设置 mapper 类

        job.setMapperClass(PassMapper.class);

        // 设置 reducer 类

        job.setReducerClass(PassReducer.class);

        // 设置 partition 类

        job.setPartitionerClass(PassPartition.class);

        // 设置 combiner 类

//        job.setCombinerClass(PassReducer.class);

        // 设置分区数量

        job.setNumReduceTasks(3);

        // 设置 map 的输出 K-V 类型

        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);

        job.setMapOutputValueClass(IntWritable.class);

        // 设置 reduce 的输出 K-V 类型

        job.setOutputKeyClass(Text.class);

        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);

        // 设置输入路径和输出路径

        Path pin = new Path("E:/file/duowan_user.txt");

        Path pout = new Path("E:/test/wc/out");

//        Path pin = new Path(args[0]);

//        Path pout = new Path(args[1]);

        FileInputFormat.addInputPath(job, pin);

        FileOutputFormat.setOutputPath(job, pout);

        // 判断输出路径是否已经存在，若存在则删除

        if (fs.exists(pout)) {

            fs.delete(pout, true);

        }

        // 执行 job

        job.waitForCompletion(true);

    }

}

3. 采样（随机采样、切片采样、间隔采样）

　　[3.1 PassMapper.java]

package hadoop.mr.sort.sampling;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.LongWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

import java.io.IOException;

/**

 * mapper 类

 * 对原始数据进行预处理

 */

public class PassMapper extends Mapper<Text, Text, Text, IntWritable> {

    @Override

    protected void map(Text key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {

        context.write(key, new IntWritable(Integer.parseInt(value.toString())));

    }

}

　　[3.2 PassReducer.java]

package hadoop.mr.sort.sampling;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

import java.io.IOException;

public class PassReducer extends Reducer<Text,IntWritable,Text,IntWritable> {

    /**

     * 通过迭代所有的key进行聚合

     */

    @Override

    protected void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {

        int sum = 0;

        for(IntWritable value : values){

            sum += value.get();

        }

        context.write(key,new IntWritable(sum));

    }

}

　　[3.3 PassApp.java]

package hadoop.mr.sort.sampling;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;

import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;

import org.apache.hadoop.fs.Path;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.KeyValueTextInputFormat;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.partition.InputSampler;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.partition.TotalOrderPartitioner;

/**

 * 对密码进行全排序

 * 通过自定义分区实现全排序

 * <p>

 * 先通过部分排序得到数据

 * 将输入路径指向部分排序结果输出路径

 */

public class PassApp {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 初始化配置文件

        Configuration conf = new Configuration();

        // 仅在本地开发时使用

        conf.set("fs.defaultFS", "file:///");

        // 初始化文件系统

        FileSystem fs = FileSystem.get(conf);

        // 通过配置文件初始化 job

        Job job = Job.getInstance(conf);

        // 设置 job 名称

        job.setJobName("pass count");

        // job 入口函数类

        job.setJarByClass(PassApp.class);

        // 设置 mapper 类

        job.setMapperClass(PassMapper.class);

        // 设置 reducer 类

        job.setReducerClass(PassReducer.class);

        // 设置 combiner 类

//        job.setCombinerClass(PassReducer.class);

        // 设置全排序采样类 TotalOrderPartitioner.class

        job.setPartitionerClass(TotalOrderPartitioner.class);

        // 设置分区数量

        job.setNumReduceTasks(3);

        // 设置 map 的输出 K-V 类型

        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);

        job.setMapOutputValueClass(IntWritable.class);

        // 设置 reduce 的输出 K-V 类型

        job.setOutputKeyClass(Text.class);

        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);

        // 设置输入格式

        job.setInputFormatClass(KeyValueTextInputFormat.class);

        // 设置输入路径和输出路径

        Path pin = new Path("E:/test/wc/out");

        Path pout = new Path("E:/test/wc/out2");

//        Path pin = new Path(args[0]);

//        Path pout = new Path(args[1]);

        FileInputFormat.addInputPath(job, pin);

        FileOutputFormat.setOutputPath(job, pout);

        /**

         * 随机采样，比较浪费性能，耗费资源

         * @param freq 每个key被选择的概率 ，大于采样数(2) / 所有key数量(n)

         * @param numSamples 所有切片中需要选择的key数量

         */

        // 设置采样器类型，随机采样

//        InputSampler.RandomSampler<Text, Text> sampler = new InputSampler.RandomSampler<Text, Text>(0.01, 10);

        // 设置采样器类型，切片采样，对有序的数据不友好

//        InputSampler.SplitSampler<Text, Text> sampler = new InputSampler.SplitSampler<Text, Text>(10, 3);

        // 设置采样器类型，间隔采样

        InputSampler.IntervalSampler<Text,Text> sampler = new InputSampler.IntervalSampler<Text, Text>(0.01,3);

        // 设置采样数据地址

        TotalOrderPartitioner.setPartitionFile(job.getConfiguration(), new Path("E:/test/wc/out3"));

        // 写入采样数据

        InputSampler.writePartitionFile(job, sampler);

        // 判断输出路径是否已经存在，若存在则删除

        if (fs.exists(pout)) {

            fs.delete(pout, true);

        }

        // 执行 job

        job.waitForCompletion(true);

    }

}

4. 二次排序

　　[4.1 CompKey.java]

package hadoop.mr.sort.secondary;

import org.apache.hadoop.io.WritableComparable;

import java.io.DataInput;

import java.io.DataOutput;

import java.io.IOException;

/**

 * 组合 Key , 包含自定义的排序规则 && 序列反序列化

 */

public class CompKey implements WritableComparable<CompKey> {

    private String year;

    private int temp;

    // 定义排序规则

    public int compareTo(CompKey o) {

        String oyear = o.getYear();

        String tyear = this.getYear();

        int otemp = o.getTemp();

        int ttemp = this.getTemp();

        // 如果传入的参数 year 和本身的 year 相同，则比较温度

        if (oyear.equals(tyear)) {

            return otemp - ttemp;

        }

        // 年份不同，则返回两个 year 的比较值

        return oyear.compareTo(tyear);

    }

    // 串行化

    public void write(DataOutput out) throws IOException {

        out.writeUTF(year);

        out.writeInt(temp);

    }

    // 反串行化

    public void readFields(DataInput in) throws IOException {

        this.setYear(in.readUTF());

        this.setTemp(in.readInt());

    }

    @Override

    public String toString() {

        return "CompKey{" +

                "year='" + year + '\'' +

                ", temp=" + temp +

                '}';

    }

    public CompKey() {

    }

    public CompKey(String year, int temp) {

        this.year = year;

        this.temp = temp;

    }

    public String getYear() {

        return year;

    }

    public void setYear(String year) {

        this.year = year;

    }

    public int getTemp() {

        return temp;

    }

    public void setTemp(int temp) {

        this.temp = temp;

    }

}

　　[4.2 MyHashPartition.java]

package hadoop.mr.sort.secondary;

import org.apache.hadoop.io.NullWritable;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Partitioner;

/**

 * 自定义 hash 分区

 */

public class MyHashPartition extends Partitioner<CompKey, NullWritable> {

    public int getPartition(CompKey compKey, NullWritable nullWritable, int numPartitions) {

        String year = compKey.getYear();

        return (year.hashCode() & Integer.MAX_VALUE) % numPartitions;

    }

}

　　[4.3 SortMapper.java]

package hadoop.mr.sort.secondary;

import org.apache.hadoop.io.LongWritable;

import org.apache.hadoop.io.NullWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

import java.io.IOException;

/**

 * Mapper 程序

 */

public class SortMapper extends Mapper<LongWritable, Text, CompKey, NullWritable> {

    @Override

    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {

        String[] arr = value.toString().split("\t");

        String year = arr[0];

        int temp = Integer.parseInt(arr[1]);

        CompKey ck = new CompKey(year, temp);

        context.write(ck, NullWritable.get());

    }

}

　　[4.4 SortReducer.java]

package hadoop.mr.sort.secondary;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.NullWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

import java.io.IOException;

/**

 * Reducer 程序

 */

public class SortReducer extends Reducer<CompKey, NullWritable, Text, IntWritable> {

    @Override

    protected void reduce(CompKey key, Iterable<NullWritable> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {

        for (NullWritable value : values) {

            String year = key.getYear();

            int temp = key.getTemp();

            context.write(new Text(year), new IntWritable(temp));

        }

    }

}

　　[4.5 MyGroupComparator.java]

package hadoop.mr.sort.secondary;

import org.apache.hadoop.io.WritableComparable;

import org.apache.hadoop.io.WritableComparator;

/**

 * 分组对比器，自定义 key 业务逻辑，将 1902 20  1902 30 识别为同一个 key

 */

public class MyGroupComparator extends WritableComparator {

    // 必须写，创建实例必须写 true

    protected MyGroupComparator() {

        super(CompKey.class, true);

    }

    // 比较算法，只要 year 相等则证明 key 相等

    @Override

    public int compare(WritableComparable a, WritableComparable b) {

        CompKey ck1 = (CompKey) a;

        CompKey ck2 = (CompKey) b;

        return ck1.getYear().compareTo(ck2.getYear());

    }

}

　　[4.6 SortApp.java]

package hadoop.mr.sort.secondary;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;

import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;

import org.apache.hadoop.fs.Path;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;

import org.apache.hadoop.io.NullWritable;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;

import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

/**

 * 二次排序 App

 */

public class SortApp {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 初始化配置文件

        Configuration conf = new Configuration();

        // 仅在本地开发时使用

        conf.set("fs.defaultFS", "file:///");

        // 初始化文件系统

        FileSystem fs = FileSystem.get(conf);

        // 通过配置文件初始化 job

        Job job = Job.getInstance(conf);

        // 设置 job 名称

        job.setJobName("Secondary Sort");

        // job 入口函数类

        job.setJarByClass(SortApp.class);

        // 设置 mapper 类

        job.setMapperClass(SortMapper.class);

        // 设置 reducer 类

        job.setReducerClass(SortReducer.class);

        // 设置自定义分区

        job.setPartitionerClass(MyHashPartition.class);

        // 设置分区数量

        job.setNumReduceTasks(3);

        // 设置分组对比器

        job.setGroupingComparatorClass(MyGroupComparator.class);

        // 设置 map 的输出 K-V 类型

        job.setMapOutputKeyClass(CompKey.class);

        job.setMapOutputValueClass(NullWritable.class);

        // 设置 reduce 的输出 K-V 类型

        job.setOutputKeyClass(Text.class);

        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);

        // 新建输入输出路径

        Path pin = new Path("E:/file/kv.txt");

        Path pout = new Path("E:/test/wc/out");

        // 打包后自定义输入输出路径

//        Path pin = new Path(args[0]);

//        Path pout = new Path(args[1]);

        // 设置输入路径和输出路径

        FileInputFormat.addInputPath(job, pin);

        FileOutputFormat.setOutputPath(job, pout);

        // 判断输出路径是否已经存在，若存在则删除

        if (fs.exists(pout)) {

            fs.delete(pout, true);

        }

        // 执行 job

        job.waitForCompletion(true);

    }

}

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[MapReduce_7] MapReduce 中的排序

0. 说明

1. 介绍

【部分排序】

【全排序】

【二次排序】

2. 全排序（自定义分区函数）

[2.1 PassMapper.java]

[2.2 PassReducer.java]

[2.3 PassPartition.java]

[2.4 PassApp.java]

3. 采样（随机采样、切片采样、间隔采样）

[3.1 PassMapper.java]

[3.2 PassReducer.java]

[3.3 PassApp.java]

4. 二次排序

[4.1 CompKey.java]

[4.2 MyHashPartition.java]

[4.3 SortMapper.java]

[4.4 SortReducer.java]

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[4.6 SortApp.java]

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[2.4 PassApp.java]

3. 采样 （随机采样、切片采样、间隔采样）

[3.1 PassMapper.java]

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4. 二次排序

[4.1 CompKey.java]

[4.2 MyHashPartition.java]

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[4.5 MyGroupComparator.java]

[4.6 SortApp.java]

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3. 采样（随机采样、切片采样、间隔采样）

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　　[4.5 MyGroupComparator.java]

　　[4.6 SortApp.java]