一、到底什么是Shuffle?
Shuffle中文翻译为“洗牌”,需要Shuffle的关键性原因是某种具有共同特征的数据需要最终汇聚到一个 计算节点上进行计算。
二、Shuffle可能面临的问题?
1, 数据量非常大;
2, 数据如何分类,即如何Partition,Hash、Sort、钨丝计算;
3, 负载均衡(数据倾斜);
4, 网络传输效率,需要在压缩和解压缩之间做出权衡,序列化和反序列也是要考虑的问题;
说明:具体的Task进行计算的时候尽一切最大可能使得数据具备Process Locality的特性;退而求次是增加数据分片,减少每个Task处理的数据量。
三、Hash Shuffle
1, key不能是Array;
2, Hash Shuffle不需要排序,此时从理论上讲就节省了Hadoop MapReduce中进行Shuffle需要排序时候的时间浪费,因为实际生产环境有大量的不需要排序的Shuffle类型;
思考:不需要排序的Hash Shuffle是否一定比需要排序的Sorted Shuffle速度更快?不一定!如果数据规模比的情形下,Hash Shuffle会比Sorted Shuffle速度快(很多)!但是如果数据量大,此时Sorted Shuffle一般都会比Hash Shuffle快(很多)
3,每个ShuffleMapTask会根据key的哈希值计算出当前的key需要写入的Partition,然后把决定后的结果写入单 独的文件,此时会导致每个Task产生R(指下一个Stage的并行度)个文件,如果当前的Stage中有M个ShuffleMapTask,则会M*R个文件!!!
注意:Shuffle操作绝大多数情况下都要通过网络,如果Mapper和Reducer在同一台机器上,此时只需要读取本地 磁盘即可。
Hash Shuffle的两大死穴:第一:Shuffle前会产生海量的小文件于磁盘之上,此时会产生大量耗时低效的IO操 作;第二:内存不共用!!!由于内存中需要保存海量的文件操作句柄和临时缓存信息,如果数据处理规模比较庞大的话,内存不可承受,出现OOM等问题!
四、Sorted Shuffle:
为了改善上述的问题(同时打开过多文件导致Writer Handler内存使用过大以及产生过度文件导致大量的随机读写 带来的效率极为低下的磁盘IO操作),Spark后来推出了Consalidate机制,来把小文件合并,此时Shuffle时文件产生的数量为cores*R,对于ShuffleMapTask的数量明显多于同时可用的并行Cores的数量的情况下,Shuffle产生的文件会大幅度减少,会极大降低OOM的可能;
为此Spark推出了Shuffle Pluggable开放框架,方便系统升级的时候定制Shuffle功能模块,也方便第三方系统改造人 员根据实际的业务场景来开放具体最佳的Shuffle模块;核心接口ShuffleManager,具体默认实现 有HashShuffleManager、SortShuffleManager等,Spark 1.6.1中具体的配置如下:
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