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谈mapreduce运行机制，可以从很多不同的角度来描述，比如说从mapreduce运行流程来讲解
，也可以从计算模型的逻辑流程来进行讲解，也许有些深入理解了mapreduce运行机制还会从更好
的角度来描述，但是将mapreduce运行机制有些东西是避免不了的，就是一个个参入的实例对象，
一个就是计算模型的逻辑定义阶段，我这里讲解不从什么流程出发，就从这些一个个牵涉的对象
，不管是物理实体还是逻辑实体。
首先讲讲物理实体，参入mapreduce作业执行涉及4个独立的实体：
客户端（client）：编写mapreduce程序，配置作业，提交作业，这就是程序员完成的工作；
JobTracker：初始化作业，分配作业，与TaskTracker通信，协调整个作业的执行；
TaskTracker：保持与JobTracker的通信，在分配的数据片段上执行Map或Reduce任务，
TaskTracker和JobTracker的不同有个很重要的方面，就是在执行任务时候TaskTracker可以有n多
个，JobTracker则只会有一个（JobTracker只能有一个就和hdfs里namenode一样存在单点故障，
我会在后面的mapreduce的相关问题里讲到这个问题的）
Hdfs：保存作业的数据、配置信息等等，最后的结果也是保存在hdfs上面
那么mapreduce到底是如何运行的呢？
首先是客户端要编写好mapreduce程序，配置好mapreduce的作业也就是job，接下来就是提交
job了，提交job是提交到JobTracker上的，这个时候JobTracker就会构建这个job，具体就是分配
一个新的job任务的ID值，接下来它会做检查操作，这个检查就是确定输出目录是否存在，如果存
在那么job就不能正常运行下去，JobTracker会抛出错误给客户端，接下来还要检查输入目录是否
存在，如果不存在同样抛出错误，如果存在JobTracker会根据输入计算输入分片（Input Split）
，如果分片计算不出来也会抛出错误，至于输入分片我后面会做讲解的，这些都做好了
JobTracker就会配置Job需要的资源了。分配好资源后，JobTracker就会初始化作业，初始化主要
做的是将Job放入一个内部的队列，让配置好的作业调度器能调度到这个作业，作业调度器会初始
化这个job，初始化就是创建一个正在运行的job对象（封装任务和记录信息），以便JobTracker
跟踪job的状态和进程。初始化完毕后，作业调度器会获取输入分片信息（input split），每个
分片创建一个map任务。接下来就是任务分配了，这个时候tasktracker会运行一个简单的循环机
制定期发送心跳给jobtracker，心跳间隔是5秒，程序员可以配置这个时间，心跳就是jobtracker
和tasktracker沟通的桥梁，通过心跳，jobtracker可以监控tasktracker是否存活，也可以获取
tasktracker处理的状态和问题，同时tasktracker也可以通过心跳里的返回值获取jobtracker给
它的操作指令。任务分配好后就是执行任务了。在任务执行时候jobtracker可以通过心跳机制监
控tasktracker的状态和进度，同时也能计算出整个job的状态和进度，而tasktracker也可以本地
监控自己的状态和进度。当jobtracker获得了最后一个完成指定任务的tasktracker操作成功的通
知时候，jobtracker会把整个job状态置为成功，然后当客户端查询job运行状态时候（注意：这
个是异步操作），客户端会查到job完成的通知的。如果job中途失败，mapreduce也会有相应机制
处理，一般而言如果不是程序员程序本身有bug，mapreduce错误处理机制都能保证提交的job能正
常完成。
下面我从逻辑实体的角度讲解mapreduce运行机制，这些按照时间顺序包括：输入分片
（input split）、map阶段、combiner阶段、shuffle阶段和reduce阶段。
输入分片（input split）：在进行map计算之前，mapreduce会根据输入文件计算输入分片
（input split），每个输入分片（input split）针对一个map任务，输入分片（input split）
存储的并非数据本身，而是一个分片长度和一个记录数据的位置的数组，输入分片（input split
）往往和hdfs的block（块）关系很密切，假如我们设定hdfs的块的大小是64mb，如果我们输入有
三个文件，大小分别是3mb、65mb和127mb，那么mapreduce会把3mb文件分为一个输入分片（input
split），65mb则是两个输入分片（input split）而127mb也是两个输入分片（input split），
换句话说我们如果在map计算前做输入分片调整，例如合并小文件，那么就会有5个map任务将执行
，而且每个map执行的数据大小不均，这个也是mapreduce优化计算的一个关键点。
map阶段：就是程序员编写好的map函数了，因此map函数效率相对好控制，而且一般map操作都是
本地化操作也就是在数据存储节点上进行；
combiner阶段：combiner阶段是程序员可以选择的，combiner其实也是一种reduce操作，因此我
们看见WordCount类里是用reduce进行加载的。Combiner是一个本地化的reduce操作，它是map运
算的后续操作，主要是在map计算出中间文件前做一个简单的合并重复key值的操作，例如我们对
文件里的单词频率做统计，map计算时候如果碰到一个hadoop的单词就会记录为1，但是这篇文章
里hadoop可能会出现n多次，那么map输出文件冗余就会很多，因此在reduce计算前对相同的key做
一个合并操作，那么文件会变小，这样就提高了宽带的传输效率，毕竟hadoop计算力宽带资源往
往是计算的瓶颈也是最为宝贵的资源，但是combiner操作是有风险的，使用它的原则是combiner
的输入不会影响到reduce计算的最终输入，例如：如果计算只是求总数，最大值，最小值可以使
用combiner，但是做平均值计算使用combiner的话，最终的reduce计算结果就会出错。
shuffle阶段：将map的输出作为reduce的输入的过程就是shuffle了，这个是mapreduce优化的重
点地方。这里我不讲怎么优化shuffle阶段，讲讲shuffle阶段的原理，因为大部分的书籍里都没
讲清楚shuffle阶段。Shuffle一开始就是map阶段做输出操作，一般mapreduce计算的都是海量数
据，map输出时候不可能把所有文件都放到内存操作，因此map写入磁盘的过程十分的复杂，更何
况map输出时候要对结果进行排序，内存开销是很大的，map在做输出时候会在内存里开启一个环
形内存缓冲区，这个缓冲区专门用来输出的，默认大小是100mb，并且在配置文件里为这个缓冲区
设定了一个阀值，默认是0.80（这个大小和阀值都是可以在配置文件里进行配置的），同时map还
会为输出操作启动一个守护线程，如果缓冲区的内存达到了阀值的80%时候，这个守护线程就会把
内容写到磁盘上，这个过程叫spill，另外的20%内存可以继续写入要写进磁盘的数据，写入磁盘
和写入内存操作是互不干扰的，如果缓存区被撑满了，那么map就会阻塞写入内存的操作，让写入
磁盘操作完成后再继续执行写入内存操作，前面我讲到写入磁盘前会有个排序操作，这个是在写
入磁盘操作时候进行，不是在写入内存时候进行的，如果我们定义了combiner函数，那么排序前
还会执行combiner操作。每次spill操作也就是写入磁盘操作时候就会写一个溢出文件，也就是说
在做map输出有几次spill就会产生多少个溢出文件，等map输出全部做完后，map会合并这些输出
文件。这个过程里还会有一个Partitioner操作，对于这个操作很多人都很迷糊，其实
Partitioner操作和map阶段的输入分片（Input split）很像，一个Partitioner对应一个reduce
作业，如果我们mapreduce操作只有一个reduce操作，那么Partitioner就只有一个，如果我们有
多个reduce操作，那么Partitioner对应的就会有多个，Partitioner因此就是reduce的输入分片
，这个程序员可以编程控制，主要是根据实际key和value的值，根据实际业务类型或者为了更好
的reduce负载均衡要求进行，这是提高reduce效率的一个关键所在。到了reduce阶段就是合并map
输出文件了，Partitioner会找到对应的map输出文件，然后进行复制操作，复制操作时reduce会
开启几个复制线程，这些线程默认个数是5个，程序员也可以在配置文件更改复制线程的个数，这
个复制过程和map写入磁盘过程类似，也有阀值和内存大小，阀值一样可以在配置文件里配置，而
内存大小是直接使用reduce的tasktracker的内存大小，复制时候reduce还会进行排序操作和合并
文件操作，这些操作完了就会进行reduce计算了。
reduce阶段：和map函数一样也是程序员编写的，最终结果是存储在hdfs上的。
Mapreduce的相关问题
这里我要谈谈我学习mapreduce思考的一些问题，都是我自己想出解释的问题，但是某些问题
到底对不对，就要广大童鞋帮我确认了。
jobtracker的单点故障：jobtracker和hdfs的namenode一样也存在单点故障，单点故障一直是
hadoop被人诟病的大问题，为什么hadoop的做的文件系统和mapreduce计算框架都是高容错的，但
是最重要的管理节点的故障机制却如此不好，我认为主要是namenode和jobtracker在实际运行中
都是在内存操作，而做到内存的容错就比较复杂了，只有当内存数据被持久化后容错才好做，
namenode和jobtracker都可以备份自己持久化的文件，但是这个持久化都会有延迟，因此真的出
故障，任然不能整体恢复，另外hadoop框架里包含zookeeper框架，zookeeper可以结合
jobtracker，用几台机器同时部署jobtracker，保证一台出故障，有一台马上能补充上，不过这
种方式也没法恢复正在跑的mapreduce任务。
做mapreduce计算时候，输出一般是一个文件夹，而且该文件夹是不能存在，我在出面试题时候提
到了这个问题，而且这个检查做的很早，当我们提交job时候就会进行，mapreduce之所以这么设
计是保证数据可靠性，如果输出目录存在reduce就搞不清楚你到底是要追加还是覆盖，不管是追
加和覆盖操作都会有可能导致最终结果出问题，mapreduce是做海量数据计算，一个生产计算的成
本很高，例如一个job完全执行完可能要几个小时，因此一切影响错误的情况mapreduce是零容忍
的。
Mapreduce还有一个InputFormat和OutputFormat，我们在编写map函数时候发现map方法的参数是
之间操作行数据，没有牵涉到InputFormat，这些事情在我们new Path时候mapreduce计算框架帮
我们做好了，而OutputFormat也是reduce帮我们做好了，我们使用什么样的输入文件，就要调用
什么样的InputFormat，InputFormat是和我们输入的文件类型相关的，mapreduce里常用的
InputFormat有FileInputFormat普通文本文件，SequenceFileInputFormat是指hadoop的序列化文
件，另外还有KeyValueTextInputFormat。OutputFormat就是我们想最终存储到hdfs系统上的文件
格式了，这个根据你需要定义了，hadoop有支持很多文件格式，这里不一一列举，想知道百度下
就看到了。
好了，文章写完了，呵呵，这篇我自己感觉写的不错，是目前hadoop系列文章里写的最好的
，我后面会再接再厉的。加油！！！