MapReduce多種join實現實例分析（一）
1、概述 
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對於RDBMS中的join操做大夥必定很是熟悉，寫sql的時候要十分注意細節，稍有差池就會耗時巨久形成很大的性能瓶頸，而在Hadoop中使用MapReduce框架進行join的操做時一樣耗時，可是因爲hadoop的分佈式設計理念的特殊性，所以對於這種join操做一樣也具有了必定的特殊性。本文主要對MapReduce框架對錶之間的join操做的幾種實現方式進行詳細分析，而且根據我在實際開發過程當中遇到的實際例子來進行進一步的說明。java
2、實現原理sql
在Reudce端進行鏈接。
在Reudce端進行鏈接是MapReduce框架進行表之間join操做最爲常見的模式，其具體的實現原理以下：apache
Map端的主要工做：爲來自不一樣表（文件）的key/value對打標籤以區別不一樣來源的記錄。而後用鏈接字段做爲key，其他部分和新加的標誌做爲value，最後進行輸出。
reduce端的主要工做：在reduce端以鏈接字段做爲key的分組已經完成，咱們只須要在每個分組當中將那些來源於不一樣文件的記錄（在map階段已經打標誌）分開，最後進行笛卡爾只就ok了。原理很是簡單，下面來看一個實例：
(1)自定義一個value返回類型:app
package com.mr.reduceSizeJoin;
import java.io.DataInput;
import java.io.DataOutput;
import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.io.WritableComparable;
public class CombineValues implements WritableComparable<CombineValues>{
//private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CombineValues.class);
private Text joinKey;//連接關鍵字
private Text flag;//文件來源標誌
private Text secondPart;//除了連接鍵外的其餘部分
public void setJoinKey(Text joinKey) {
this.joinKey = joinKey;
}
public void setFlag(Text flag) {
this.flag = flag;
}
public void setSecondPart(Text secondPart) {
this.secondPart = secondPart;
}
public Text getFlag() {
return flag;
}
public Text getSecondPart() {
return secondPart;
}
public Text getJoinKey() {
return joinKey;
}
public CombineValues() {
this.joinKey = new Text();
this.flag = new Text();
this.secondPart = new Text();
}
@Override
public void write(DataOutput out) throws IOException {
this.joinKey.write(out);
this.flag.write(out);
this.secondPart.write(out);
}
@Override
public void readFields(DataInput in) throws IOException {
this.joinKey.readFields(in);
this.flag.readFields(in);
this.secondPart.readFields(in);
}
@Override
public int compareTo(CombineValues o) {
return this.joinKey.compareTo(o.getJoinKey());
}
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "[flag="+this.flag.toString()+",joinKey="+this.joinKey.toString()+",secondPart="+this.secondPart.toString()+"]";
}
}
(2) map、reduce主體代碼:框架
package com.mr.reduceSizeJoin;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.conf.Configured;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileSplit;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.TextInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.TextOutputFormat;
import org.apache.hadoop.util.Tool;
import org.apache.hadoop.util.ToolRunner;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
/**
* @author zengzhaozheng
* 用途說明：
* reudce side join中的left outer join
* 左鏈接，兩個文件分別表明2個表,鏈接字段table1的id字段和table2的cityID字段
* table1(左表):tb_dim_city(id int,name string,orderid int,city_code,is_show)
* tb_dim_city.dat文件內容,分隔符爲"|"：
* id name orderid city_code is_show
* 0 其餘 9999 9999 0
* 1 長春 1 901 1
* 2 吉林 2 902 1
* 3 四平 3 903 1
* 4 松原 4 904 1
* 5 通化 5 905 1
* 6 遼源 6 906 1
* 7 白城 7 907 1
* 8 白山 8 908 1
* 9 延吉 9 909 1
* -------------------------風騷的分割線-------------------------------
* table2(右表)：tb_user_profiles(userID int,userName string,network string,double flow,cityID int)
* tb_user_profiles.dat文件內容,分隔符爲"|"：
* userID network flow cityID
* 1 2G 123 1
* 2 3G 333 2
* 3 3G 555 1
* 4 2G 777 3
* 5 3G 666 4
*
* -------------------------風騷的分割線-------------------------------
* 結果：
* 1 長春 1 901 1 1 2G 123
* 1 長春 1 901 1 3 3G 555
* 2 吉林 2 902 1 2 3G 333
* 3 四平 3 903 1 4 2G 777
* 4 松原 4 904 1 5 3G 666
*/
public class ReduceSideJoin_LeftOuterJoin extends Configured implements Tool{
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ReduceSideJoin_LeftOuterJoin.class);
public static class LeftOutJoinMapper extends Mapper<Object, Text, Text, CombineValues> {
private CombineValues combineValues = new CombineValues();
private Text flag = new Text();
private Text joinKey = new Text();
private Text secondPart = new Text();
@Override
protected void map(Object key, Text value, Context context)
throws IOException, InterruptedException {
//得到文件輸入路徑
String pathName = ((FileSplit) context.getInputSplit()).getPath().toString();
//數據來自tb_dim_city.dat文件,標誌即爲"0"
if(pathName.endsWith("tb_dim_city.dat")){
String[] valueItems = value.toString().split("\\|");
//過濾格式錯誤的記錄
if(valueItems.length != 5){
return;
}
flag.set("0");
joinKey.set(valueItems[0]);
secondPart.set(valueItems[1]+"\t"+valueItems[2]+"\t"+valueItems[3]+"\t"+valueItems[4]);
combineValues.setFlag(flag);
combineValues.setJoinKey(joinKey);
combineValues.setSecondPart(secondPart);
context.write(combineValues.getJoinKey(), combineValues);
}//數據來自於tb_user_profiles.dat，標誌即爲"1"
else if(pathName.endsWith("tb_user_profiles.dat")){
String[] valueItems = value.toString().split("\\|");
//過濾格式錯誤的記錄
if(valueItems.length != 4){
return;
}
flag.set("1");
joinKey.set(valueItems[3]);
secondPart.set(valueItems[0]+"\t"+valueItems[1]+"\t"+valueItems[2]);
combineValues.setFlag(flag);
combineValues.setJoinKey(joinKey);
combineValues.setSecondPart(secondPart);
context.write(combineValues.getJoinKey(), combineValues);
}
}
}
public static class LeftOutJoinReducer extends Reducer<Text, CombineValues, Text, Text> {
//存儲一個分組中的左表信息
private ArrayList<Text> leftTable = new ArrayList<Text>();
//存儲一個分組中的右表信息
private ArrayList<Text> rightTable = new ArrayList<Text>();
private Text secondPar = null;
private Text output = new Text();
/**
* 一個分組調用一次reduce函數
*/
@Override
protected void reduce(Text key, Iterable<CombineValues> value, Context context)
throws IOException, InterruptedException {
leftTable.clear();
rightTable.clear();
/**
* 將分組中的元素按照文件分別進行存放
* 這種方法要注意的問題：
* 若是一個分組內的元素太多的話，可能會致使在reduce階段出現OOM，
* 在處理分佈式問題以前最好先了解數據的分佈狀況，根據不一樣的分佈採起最
* 適當的處理方法，這樣能夠有效的防止致使OOM和數據過分傾斜問題。
*/
for(CombineValues cv : value){
secondPar = new Text(cv.getSecondPart().toString());
//左表tb_dim_city
if("0".equals(cv.getFlag().toString().trim())){
leftTable.add(secondPar);
}
//右表tb_user_profiles
else if("1".equals(cv.getFlag().toString().trim())){
rightTable.add(secondPar);
}
}
logger.info("tb_dim_city:"+leftTable.toString());
logger.info("tb_user_profiles:"+rightTable.toString());
for(Text leftPart : leftTable){
for(Text rightPart : rightTable){
output.set(leftPart+ "\t" + rightPart);
context.write(key, output);
}
}
}
}
@Override
public int run(String[] args) throws Exception {
Configuration conf=getConf(); //得到配置文件對象
Job job=new Job(conf,"LeftOutJoinMR");
job.setJarByClass(ReduceSideJoin_LeftOuterJoin.class);
FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(args[0])); //設置map輸入文件路徑
FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1])); //設置reduce輸出文件路徑
job.setMapperClass(LeftOutJoinMapper.class);
job.setReducerClass(LeftOutJoinReducer.class);
job.setInputFormatClass(TextInputFormat.class); //設置文件輸入格式
job.setOutputFormatClass(TextOutputFormat.class);//使用默認的output格格式
//設置map的輸出key和value類型
job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
job.setMapOutputValueClass(CombineValues.class);
//設置reduce的輸出key和value類型
job.setOutputKeyClass(Text.class);
job.setOutputValueClass(Text.class);
job.waitForCompletion(true);
return job.isSuccessful()?0:1;
}
public static void main(String[] args) throws IOException,
ClassNotFoundException, InterruptedException {
try {
int returnCode = ToolRunner.run(new ReduceSideJoin_LeftOuterJoin(),args);
System.exit(returnCode);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
logger.error(e.getMessage());
}
}
}
其中具體的分析以及數據的輸出輸入請看代碼中的註釋已經寫得比較清楚了，這裏主要分析一下reduce join的一些不足。之因此會存在reduce join這種方式，咱們能夠很明顯的看出原：由於總體數據被分割了，每一個map task只處理一部分數據而不可以獲取到全部須要的join字段，所以咱們須要在講join key做爲reduce端的分組將全部join key相同的記錄集中起來進行處理，因此reduce join這種方式就出現了。這種方式的缺點很明顯就是會形成map和reduce端也就是shuffle階段出現大量的數據傳輸，效率很低。分佈式
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