建议收藏大数据技术之 Hadoop(生产调优手册)
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大数据技术之 Hadoop(生产调优手册)
1. HDFS—核心参数
1.1 NameNode 内存生产配置
1)NameNode 内存计算
每个文件块大概占用 150byte,一台服务器 128G 内存为例,能存储多少文件块呢?
128 * 1024 * 1024 * 1024 / 150Byte ≈ 9.1 亿
G MB KB Byte
2)Hadoop2.x 系列,配置 NameNode 内存
NameNode 内存默认 2000m,如果服务器内存 4G,NameNode 内存可以配置 3g。
在hadoop-env.sh 文件中配置如下:
HADOOP_NAMENODE_OPTS=-Xmx3072m
3)Hadoop3.x 系列,配置 NameNode 内存
(1)hadoop-env.sh
中描述 Hadoop 的内存是动态分配的
# The maximum amount of heap to use (Java -Xmx). If no unit
# is provided, it will be converted to MB. Daemons will
# prefer any Xmx setting in their respective _OPT variable.
# There is no default; the JVM will autoscale based upon machine
# memory size.
# export HADOOP_HEAPSIZE_MAX=
# The minimum amount of heap to use (Java -Xms). If no unit
# is provided, it will be converted to MB. Daemons will
# prefer any Xms setting in their respective _OPT variable.
# There is no default; the JVM will autoscale based upon machine
# memory size.
# export HADOOP_HEAPSIZE_MIN=
HADOOP_NAMENODE_OPTS=-Xmx102400m
(2)查看 NameNode 占用内存
[zs@hadoop102 ~]$ jps
3088 NodeManager
2611 NameNode
3271 JobHistoryServer
2744 DataNode
3579 Jps
[zs@hadoop102 ~]$ jmap -heap 2611
Heap Configuration:
MaxHeapSize = 1031798784 (984.0MB)
查看发现 hadoop102 上的 NameNode 和 DataNode 占用内存都是自动分配的,且相等。
不是很合理。
经验参考:
https://docs.cloudera.com/documentation/enterprise/6/release-notes/topics/rg_hardware_requirements.html#concept_fzz_dq4_gbb
具体修改:hadoop-env.sh
export HDFS_NAMENODE_OPTS="-Dhadoop.security.logger=INFO,RFAS -Xmx1024m"
export HDFS_DATANODE_OPTS="-Dhadoop.security.logger=ERROR,RFAS-Xmx1024m"
1.2 NameNode 心跳并发配置
1)hdfs-site.xml
The number of Namenode RPC server threads that listen to requests
from clients. If dfs.namenode.servicerpc-address is not
configured then Namenode RPC server threads listen to requests
from all nodes.
NameNode 有一个工作线程池,用来处理不同 DataNode 的并发心跳以及客户端并发
的元数据操作。
对于大集群或者有大量客户端的集群来说,通常需要增大该参数。默认值是 10。
<property>
<name>dfs.namenode.handler.count</name>
<value>21</value>
</property>
企业经验:dfs.namenode.handler.count=20 × 𝑙𝑜𝑔𝑒
𝐶𝑙𝑢𝑠𝑡𝑒𝑟 𝑆𝑖𝑧𝑒,比如集群规模(DataNode 台数)为 3 台时,此参数设置为 21。
可通过简单的 python 代码计算该值,代码如下:
[zs@hadoop102 ~]$ sudo yum install -y python
[zs@hadoop102 ~]$ python
Python 2.7.5 (default, Apr 11 2018, 07:36:10)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import math
>>> print int(20*math.log(3))
21
>>> quit()
1.3 开启回收站配置
开启回收站功能,可以将删除的文件在不超时的情况下,恢复原数据,起到防止误删除、备份等作用。
1)回收站工作机制
2)开启回收站功能参数说明
(1)默认值 fs.trash.interval = 0,0 表示禁用回收站;其他值表示设置文件的存活时间。
(2)默认值 fs.trash.checkpoint.interval = 0,检查回收站的间隔时间。如果该值为 0,则该值设置和 fs.trash.interval 的参数值相等。
(3)要求 fs.trash.checkpoint.interval <= fs.trash.interval。
3)启用回收站
修改 core-site.xml
,配置垃圾回收时间为 1 分钟
<property>
<name>fs.trash.interval</name>
<value>1</value>
</property>
4)查看回收站
回收站目录在 HDFS 集群中的路径:/user/zs/.Trash/….
5)注意:通过网页上直接删除的文件也不会走回收站。
6)通过程序删除的文件不会经过回收站,需要调用moveToTrash()才进入回收站
Trash trash = New Trash(conf);
trash.moveToTrash(path);
7)只有在命令行利用 hadoop fs -rm
命令删除的文件才会走回收站。
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hadoop fs -rm -r/user/zs/input
2021-07-14 16:13:42,643 INFO fs.TrashPolicyDefault: Moved:
'hdfs://hadoop102:9820/user/zs/input' to trash at:
hdfs://hadoop102:9820/user/zs/.Trash/Current/user/zs/input
8)恢复回收站数据
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hadoop fs -mv /user/atguigu/.Trash/Current/user/atguigu/input /user/atguigu/input
2. HDFS—集群压测
在企业中非常关心每天从 Java 后台拉取过来的数据,需要多久能上传到集群?消费者关心多久能从 HDFS 上拉取需要的数据?
为了搞清楚 HDFS 的读写性能,生产环境上非常需要对集群进行压测。
HDFS 的读写性能主要受网络和磁盘影响比较大。为了方便测试,将 hadoop102、hadoop103、hadoop104 虚拟机网络都设置为 100mbps。
100Mbps 单位是 bit;10M/s 单位是 byte ; 1byte=8bit,100Mbps/8=12.5M/s。
测试网速:来到 hadoop102 的/opt/module 目录,创建一个
[zs@hadoop102 software]$ python -m SimpleHTTPServer
2.1 测试 HDFS 写性能
0)写测试底层原理
1)测试内容:向 HDFS 集群写 10 个 128M 的文件
[zs@hadoop102 mapreduce]$ hadoop jar /opt/module/hadoop-3.1.3/share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-client-jobclient-3.1.3-tests.jar TestDFSIO -write -nrFiles 10 -fileSize 128MB
2021-02-09 10:43:16,853 INFO fs.TestDFSIO: ----- TestDFSIO ----- : write
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: Date & time: Tue Feb 09 10:43:16 CST 2021
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: Number of files: 10
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: Total MBytes processed: 1280
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: Throughput mb/sec: 1.61
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: Average IO rate mb/sec: 1.9
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: IO rate std deviation: 0.76
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO: Test exec time sec: 133.05
2021-02-09 10:43:16,854 INFO fs.TestDFSIO:
注意:nrFiles n 为生成 mapTask 的数量,生产环境一般可通过 hadoop103:8088 查看 CPU核数,设置为(CPU 核数 - 1)
- Number of files:生成 mapTask 数量,一般是集群中(CPU 核数-1),我们测试虚拟机就按照实际的物理内存-1 分配即可
- Total MBytes processed:单个 map 处理的文件大小
- Throughput mb/sec:单个 mapTak 的吞吐量
计算方式:处理的总文件大小/每一个 mapTask 写数据的时间累加集群整体吞吐量:生成 mapTask 数量*单个 mapTak 的吞吐量 - Average IO rate mb/sec:平均 mapTak 的吞吐量
计算方式:每个 mapTask 处理文件大小/每一个 mapTask 写数据的时间全部相加除以 task 数量 - IO rate std deviation:方差、反映各个 mapTask 处理的差值,越小越均衡
2)注意:如果测试过程中,出现异常
(1)可以在 yarn-site.xml
中设置虚拟内存检测为 false
<!--是否启动一个线程检查每个任务正使用的虚拟内存量,如果任务超出分配值,则
直接将其杀掉,默认是 true -->
<property>
<name>yarn.nodemanager.vmem-check-enabled</name>
<value>false</value>
</property>
(2)分发配置并重启 Yarn 集群
3)测试结果分析
(1)由于副本 1 就在本地,所以该副本不参与测试
一共参与测试的文件:10 个文件 * 2 个副本 = 20 个
压测后的速度:1.61
实测速度:1.61M/s * 20 个文件 ≈ 32M/s
三台服务器的带宽:12.5 + 12.5 + 12.5 ≈ 30m/s
所有网络资源都已经用满。
如果实测速度远远小于网络,并且实测速度不能满足工作需求,可以考虑采用固态硬盘或者增加磁盘个数。
(2)如果客户端不在集群节点,那就三个副本都参与计算
2.2 测试 HDFS 读性能
1)测试内容:读取 HDFS 集群 10 个 128M 的文件
[zs@hadoop102 mapreduce]$ hadoop jar /opt/module/hadoop-3.1.3/share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-client-jobclient-3.1.3-tests.jar TestDFSIO -read -nrFiles 10 -fileSize 128MB
2021-02-09 11:34:15,847 INFO fs.TestDFSIO: ----- TestDFSIO ----- : read
2021-02-09 11:34:15,847 INFO fs.TestDFSIO: Date & time: Tue Feb 09 11:34:15 CST 2021
2021-02-09 11:34:15,847 INFO fs.TestDFSIO: Number of files: 10
2021-02-09 11:34:15,847 INFO fs.TestDFSIO: Total MBytes processed: 1280
2021-02-09 11:34:15,848 INFO fs.TestDFSIO: Throughput mb/sec: 200.28
2021-02-09 11:34:15,848 INFO fs.TestDFSIO: Average IO rate mb/sec: 266.74
2021-02-09 11:34:15,848 INFO fs.TestDFSIO: IO rate std deviation: 143.12
2021-02-09 11:34:15,848 INFO fs.TestDFSIO: Test exec time sec: 20.83
2)删除测试生成数据
[zs@hadoop102 mapreduce]$ hadoop jar /opt/module/hadoop-3.1.3/share/hadoop/mapreduce/hadoop-mapreduce-clientjobclient-3.1.3-tests.jar TestDFSIO -clean
3)测试结果分析:为什么读取文件速度大于网络带宽?由于目前只有三台服务器,且有三个副本,数据读取就近原则,相当于都是读取的本地磁盘数据,没有走网络。
3. HDFS—多目录
3.1 NameNode 多目录配置
1)NameNode 的本地目录可以配置成多个,且每个目录存放内容相同,增加了可靠性.
2)具体配置如下
(1)在 hdfs-site.xml
文件中添加如下内容
<property>
<name>dfs.namenode.name.dir</name>
<value>file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/name1,file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/name2</value>
</property>
注意:因为每台服务器节点的磁盘情况不同,所以这个配置配完之后,可以选择不分发
(2)停止集群,删除三台节点的 data 和 logs 中所有数据。
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ rm -rf data/ logs/
[zs@hadoop103 hadoop-3.1.3]$ rm -rf data/ logs/
[zs@hadoop104 hadoop-3.1.3]$ rm -rf data/ logs/
(3)格式化集群并启动。
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ bin/hdfs namenode -format
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ sbin/start-dfs.sh
3)查看结果
[atguigu@hadoop102 dfs]$ ll
总用量 12
drwx------. 3 atguigu atguigu 4096 12 月 11 08:03 data
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12 月 11 08:03 name1
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12 月 11 08:03 name2
检查 name1 和 name2 里面的内容,发现一模一样。
3.2 DataNode 多目录配置
1)DataNode 可以配置成多个目录,每个目录存储的数据不一样(数据不是副本)
2)具体配置如下
在 hdfs-site.xml
文件中添加如下内容
<property>
<name>dfs.datanode.data.dir</name>
<value>file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/data1,file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/data2</value>
</property>
3)查看结果
[zs@hadoop102 dfs]$ ll
总用量 12
drwx------. 3 atguigu atguigu 4096 4 月 4 14:22 data1
drwx------. 3 atguigu atguigu 4096 4 月 4 14:22 data2
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12 月 11 08:03 name1
drwxrwxr-x. 3 atguigu atguigu 4096 12 月 11 08:03 name2
4)向集群上传一个文件,再次观察两个文件夹里面的内容发现不一致(一个有数一个没有)
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hadoop fs -put wcinput/word.txt /
3.3 集群数据均衡之磁盘间数据均衡
生产环境,由于硬盘空间不足,往往需要增加一块硬盘。刚加载的硬盘没有数据时,可以执行磁盘数据均衡命令。(Hadoop3.x 新特性)
(1)生成均衡计划(我们只有一块磁盘,不会生成计划)
hdfs diskbalancer -plan hadoop103
(2)执行均衡计划
hdfs diskbalancer -execute hadoop103.plan.json
(3)查看当前均衡任务的执行情况
hdfs diskbalancer -query hadoop103
(4)取消均衡任务
hdfs diskbalancer -cancel hadoop103.plan.json
4. HDFS—集群扩容及缩容
4.1 添加白名单
白名单:表示在白名单的主机 IP 地址可以,用来存储数据。
企业中:配置白名单,可以尽量防止黑客恶意访问攻击。
配置白名单步骤如下:
1)在 NameNode 节的/opt/module/hadoop3.1.3/etc/hadoop 目录下分别创建 whitelist 和blacklist 文件
(1)创建白名单
[zs@hadoop102 hadoop]$ vim whitelist
在 whitelist 中添加如下主机名称,假如集群正常工作的节点为 102 103
hadoop102
hadoop103
(2)创建黑名单
[zs@hadoop102 hadoop]$ touch blacklist
保持空的就可以
2)在 hdfs-site.xml 配置文件中增加 dfs.hosts 配置参数
<!-- 白名单 -->
<property>
<name>dfs.hosts</name>
<value>/opt/module/hadoop-3.1.3/etc/hadoop/whitelist</value>
</property>
<!-- 黑名单 -->
<property>
<name>dfs.hosts.exclude</name>
<value>/opt/module/hadoop-3.1.3/etc/hadoop/blacklist</value>
</property>
3)分发配置文件 whitelist,hdfs-site.xml
[zs@hadoop104 hadoop]$ xsync hdfs-site.xml whitelist
4)第一次添加白名单必须重启集群,不是第一次,只需要刷新 NameNode 节点即可
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ myhadoop.sh stop
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ myhadoop.sh start
5)在 web 浏览器上查看 DN,http://hadoop102:9870/dfshealth.html#tab-datanode
6)在 hadoop104 上执行上传数据数据失败
[zs@hadoop104 hadoop-3.1.3]$ hadoop fs -put NOTICE.txt /
7)二次修改白名单,增加 hadoop104
[zs@hadoop102 hadoop]$ vim whitelist
修改为如下内容
hadoop102
hadoop103
hadoop104
8)刷新 NameNode
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs dfsadmin -refreshNodes
Refresh nodes successful
9)在 web 浏览器上查看 DN,http://hadoop102:9870/dfshealth.html#tab-datanode
4.2 服役新服务器
1)需求
随着公司业务的增长,数据量越来越大,原有的数据节点的容量已经不能满足存储数据的需求,需要在原有集群基础上动态添加新的数据节点。
2)环境准备
(1)在 hadoop100 主机上再克隆一台 hadoop105 主机
(2)修改 IP 地址和主机名称
[root@hadoop105 ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfgens33
[root@hadoop105 ~]# vim /etc/hostname
(3)拷贝 hadoop102 的/opt/module 目录和/etc/profile.d/my_env.sh 到 hadoop105
[zs@hadoop102 opt]$ scp -r module/* zs@hadoop105:/opt/module/
[zs@hadoop102 opt]$ sudo scp /etc/profile.d/my_env.sh root@hadoop105:/etc/profile.d/my_env.sh
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ source /etc/profile
(4)删除 hadoop105 上 Hadoop 的历史数据,data 和 log 数据
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ rm -rf data/ logs/
(5)配置 hadoop102 和 hadoop103 到 hadoop105 的 ssh 无密登录
[zs@hadoop102 .ssh]$ ssh-copy-id hadoop105
[zs@hadoop103 .ssh]$ ssh-copy-id hadoop105
3)服役新节点具体步骤
(1)直接启动 DataNode,即可关联到集群
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ hdfs --daemon start datanode
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ yarn --daemon start nodemanager
4)在白名单中增加新服役的服务器
(1)在白名单 whitelist 中增加 hadoop104、hadoop105,并重启集群
[zs@hadoop102 hadoop]$ vim whitelist
修改为如下内容
hadoop102
hadoop103
hadoop104
hadoop105
(2)分发
[zs@hadoop102 hadoop]$ xsync whitelist
(3)刷新 NameNode
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs dfsadmin -refreshNodes
Refresh nodes successful
5)在 hadoop105 上上传文件
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ hadoop fs -put /opt/module/hadoop-3.1.3/LICENSE.txt /
思考:如果数据不均衡(hadoop105 数据少,其他节点数据多),怎么处理?
4.3 服务器间数据均衡
1)企业经验:
在企业开发中,如果经常在 hadoop102 和 hadoop104 上提交任务,且副本数为 2,由于数据本地性原则,就会导致 hadoop102 和 hadoop104 数据过多,hadoop103 存储的数据量小。
另一种情况,就是新服役的服务器数据量比较少,需要执行集群均衡命令。
2)开启数据均衡命令:
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ sbin/start-balancer.sh -threshold 10
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ sbin/start-balancer.sh -threshold 10
对于参数 10,代表的是集群中各个节点的磁盘空间利用率相差不超过 10%,可根据实际情况进行调整。
3)停止数据均衡命令:
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ sbin/stop-balancer.sh
注意:由于 HDFS 需要启动单独的 Rebalance Server 来执行 Rebalance 操作,所以尽量不要在 NameNode 上执行 start-balancer.sh,而是找一台比较空闲的机器。
4.4 黑名单退役服务器
黑名单:表示在黑名单的主机 IP 地址不可以,用来存储数据。
企业中:配置黑名单,用来退役服务器。
黑名单配置步骤如下:
1)编辑/opt/module/hadoop-3.1.3/etc/hadoop
目录下的 blacklist 文件
[zs@hadoop102 hadoop] vim blacklist
添加如下主机名称(要退役的节点)
hadoop105
注意:如果白名单中没有配置,需要在 hdfs-site.xml
配置文件中增加 dfs.hosts
配置参数
<!-- 黑名单 -->
<property>
<name>dfs.hosts.exclude</name>
<value>/opt/module/hadoop-3.1.3/etc/hadoop/blacklist</value>
</property>
2)分发配置文件 blacklist,hdfs-site.xml
[zs@hadoop104 hadoop]$ xsync hdfs-site.xml blacklist
3)第一次添加黑名单必须重启集群,不是第一次,只需要刷新 NameNode 节点即可
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ hdfs dfsadmin -refreshNodes
Refresh nodes successful
4)检查 Web 浏览器,退役节点的状态为 decommission in progress(退役中),说明数据节点正在复制块到其他节点
5)等待退役节点状态为 decommissioned(所有块已经复制完成),停止该节点及节点资源管理器。
注意:如果副本数是 3,服役的节点小于等于 3,是不能退役成功的,需要修改副本数后才能退役
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ hdfs --daemon stop datanode
stopping datanode
[zs@hadoop105 hadoop-3.1.3]$ yarn --daemon stop nodemanager
stopping nodemanager
6)如果数据不均衡,可以用命令实现集群的再平衡
[zs@hadoop102 hadoop-3.1.3]$ sbin/start-balancer.sh -threshold 10
5. Hadoop学习重点
一、Hadoop入门
1、常用端口号
hadoop3.x
HDFS NameNode 内部通常端口:8020/9000/9820
HDFS NameNode 对用户的查询端口:9870
Yarn查看任务运行情况的:8088
历史服务器:19888
hadoop2.x
HDFS NameNode 内部通常端口:8020/9000
HDFS NameNode 对用户的查询端口:50070
Yarn查看任务运行情况的:8088
历史服务器:19888
2、常用的配置文件
3.x core-site.xml hdfs-site.xml yarn-site.xml mapred-site.xml workers
2.x core-site.xml hdfs-site.xml yarn-site.xml mapred-site.xml slaves
二、HDFS
1、HDFS文件块大小(面试重点)
硬盘读写速度
在企业中 一般128m(中小公司) 256m (大公司)
2、HDFS的Shell操作(开发重点)
3、HDFS的读写流程(面试重点)
三、Map Reduce
1、InputFormat
1)默认的是TextInputformat kv key偏移量,v :一行内容
2)处理小文件CombineTextInputFormat 把多个文件合并到一起统一切片
2、Mapper
setup()初始化; map()用户的业务逻辑; clearup() 关闭资源;
3、分区
默认分区HashPartitioner ,默认按照key的hash值%numreducetask个数
自定义分区
4、排序
1)部分排序 每个输出的文件内部有序。
2)全排序: 一个reduce ,对所有数据大排序。
3)二次排序: 自定义排序范畴, 实现 writableCompare接口, 重写compareTo方法
总流量倒序 按照上行流量 正序
5、Combiner
前提:不影响最终的业务逻辑(求和 没问题 求平均值)
提前聚合map => 解决数据倾斜的一个方法
6、Reducer
用户的业务逻辑;
setup()初始化;reduce()用户的业务逻辑; clearup() 关闭资源;
7、OutputFormat
1)默认TextOutputFormat 按行输出到文件
2)自定义
四、Yarn
1、Yarn的工作机制(面试题)
2、Yarn的调度器
1)FIFO/容量/公平
2)apache 默认调度器 容量; CDH默认调度器 公平
3)公平/容量默认一个default ,需要创建多队列
4)中小企业:hive spark flink mr
5)中大企业:业务模块:登录/注册/购物车/营销
6)好处:解耦 降低风险 11.11 6.18 降级使用
7)每个调度器特点:
相同点:支持多队列,可以借资源,支持多用户
不同点:容量调度器:优先满足先进来的任务执行
公平调度器,在队列里面的任务公平享有队列资源
8)生产环境怎么选:
中小企业,对并发度要求不高,选择容量
中大企业,对并发度要求比较高,选择公平。
3、开发需要重点掌握:
1)队列运行原理
2)Yarn常用命令
3)核心参数配置
4)配置容量调度器和公平调度器。
5)tool接口使用。
加油!
感谢!
努力!
以上是关于建议收藏大数据技术之 Hadoop(生产调优手册)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章