MapReduce计数器

Posted 2020-07-11 刘超

1、MapReduce计数器是什么？

  计数器是用来记录job的执行进度和状态的。它的作用可以理解为日志。我们可以在程序的某个位置插入计数器，记录数据或者进度的变化情况。

2、MapReduce计数器能做什么？

  MapReduce 计数器（Counter）为我们提供一个窗口，用于观察 MapReduce Job 运行期的各种细节数据。对MapReduce性能调优很有帮助，MapReduce性能优化的评估大部分都是基于这些 Counter 的数值表现出来的。

3、MapReduce 都有哪些内置计数器？

  MapReduce 自带了许多默认Counter，现在我们来分析这些默认 Counter 的含义，方便大家观察 Job 结果，如输入的字节数、输出的字节数、Map端输入/输出的字节数和条数、Reduce端的输入/输出的字节数和条数等。下面我们只需了解这些内置计数器，知道计数器组名称（groupName）和计数器名称（counterName），以后使用计数器会查找groupName和counterName即可。

  1、任务计数器

    在任务执行过程中，任务计数器采集任务的相关信息，每个作业的所有任务的结果会被聚集起来。例如，MAP_INPUT_RECORDS 计数器统计每个map任务输入记录的总数，并在一个作业的所有map任务上进行聚集，使得最终数字是整个作业的所有输入记录的总数。任务计数器由其关联任务维护，并定期发送给TaskTracker，再由TaskTracker发送给 JobTracker。因此，计数器能够被全局地聚集。下面我们分别了解各种任务计数器。

    1、MapReduce 任务计数器

      MapReduce 任务计数器的 groupName为org.apache.hadoop.mapreduce.TaskCounter，它包含的计数器如下表所示

计数器名称	说明
map 输入的记录数（MAP_INPUT_RECORDS）	作业中所有 map 已处理的输入记录数。每次 RecorderReader 读到一条记录并将其传给 map 的 map() 函数时，该计数器的值增加。
map 跳过的记录数（MAP_SKIPPED_RECORDS）	作业中所有 map 跳过的输入记录数。
map 输入的字节数（MAP_INPUT_BYTES）	作业中所有 map 已处理的未经压缩的输入数据的字节数。每次 RecorderReader 读到一条记录并 将其传给 map 的 map() 函数时，该计数器的值增加
分片split的原始字节数（SPLIT_RAW_BYTES）	由 map 读取的输入-分片对象的字节数。这些对象描述分片元数据（文件的位移和长度），而不是分片的数据自身，因此总规模是小的
map 输出的记录数（MAP_OUTPUT_RECORDS）	作业中所有 map 产生的 map 输出记录数。每次某一个 map 的Context 调用 write() 方法时，该计数器的值增加
map 输出的字节数（MAP_OUTPUT_BYTES）	作业中所有 map 产生的 未经压缩的输出数据的字节数。每次某一个 map 的 Context 调用 write() 方法时，该计数器的值增加。
map 输出的物化字节数（MAP_OUTPUT_MATERIALIZED_BYTES）	map 输出后确实写到磁盘上的字节数；若 map 输出压缩功能被启用，则会在计数器值上反映出来
combine 输入的记录数（COMBINE_INPUT_RECORDS）	作业中所有 Combiner（如果有）已处理的输入记录数。Combiner 的迭代器每次读一个值，该计数器的值增加。
combine 输出的记录数（COMBINE_OUTPUT_RECORDS）	作业中所有 Combiner（如果有）已产生的输出记录数。每当一个 Combiner 的 Context 调用 write() 方法时，该计数器的值增加。
reduce 输入的组（REDUCE_INPUT_GROUPS）	作业中所有 reducer 已经处理的不同的码分组的个数。每当某一个 reducer 的 reduce() 被调用时，该计数器的值增加。
reduce 输入的记录数（REDUCE_INPUT_RECORDS）	作业中所有 reducer 已经处理的输入记录的个数。每当某个 reducer 的迭代器读一个值时，该计数器的值增加。如果所有 reducer 已经处理完所有输入， 则该计数器的值与计数器 “map 输出的记录” 的值相同
reduce 输出的记录数（REDUCE_OUTPUT_RECORDS）	作业中所有 map 已经产生的 reduce 输出记录数。每当某一个 reducer 的 Context 调用 write() 方法时，该计数器的值增加。
reduce 跳过的组数（REDUCE_SKIPPED_GROUPS）	作业中所有 reducer 已经跳过的不同的码分组的个数。
reduce 跳过的记录数（REDUCE_SKIPPED_RECORDS）	作业中所有 reducer 已经跳过输入记录数。
reduce 经过 shuffle 的字节数（REDUCE_SHUFFLE_BYTES）	shuffle 将 map 的输出数据复制到 reducer 中的字节数。
溢出的记录数（SPILLED_RECORDS）	作业中所有 map和reduce 任务溢出到磁盘的记录数
CPU 毫秒（CPU_MILLISECONDS）	总计的 CPU 时间，以毫秒为单位，由/proc/cpuinfo获取
物理内存字节数（PHYSICAL_MEMORY_BYTES）	一个任务所用物理内存的字节数，由/proc/cpuinfo获取
虚拟内存字节数（VIRTUAL_MEMORY_BYTES）	一个任务所用虚拟内存的字节数，由/proc/cpuinfo获取
有效的堆字节数（COMMITTED_HEAP_BYTES）	在 JVM 中的总有效内存量（以字节为单位），可由Runtime().getRuntime().totaoMemory()获取。
GC 运行时间毫秒数（GC_TIME_MILLIS）	在任务执行过程中，垃圾收集器（garbage collection）花费的时间（以毫秒为单位）， 可由 GarbageCollector MXBean.getCollectionTime()获取；该计数器并未出现在1.x版本中。
由 shuffle 传输的 map 输出数（SHUFFLED_MAPS）	有 shuffle 传输到 reducer 的 map 输出文件数。
失败的 shuffle 数（SHUFFLE_MAPS）	在 shuffle 过程中，发生拷贝错误的 map 输出文件数，该计数器并没有包含在 1.x 版本中。
被合并的 map 输出数	在 shuffle 过程中，在 reduce 端被合并的 map 输出文件数，该计数器没有包含在 1.x 版本中。

    2、文件系统计数器

      文件系统计数器的 groupName为org.apache.hadoop.mapreduce.FileSystemCounter，它包含的计数器如下表所示

计数器名称	说明
文件系统的读字节数（BYTES_READ）	由 map 和 reduce 等任务在各个文件系统中读取的字节数，各个文件系统分别对应一个计数器，可以是 Local、HDFS、S3和KFS等。
文件系统的写字节数（BYTES_WRITTEN）	由 map 和 reduce 等任务在各个文件系统中写的字节数。

    3、FileInputFormat 计数器

      FileInputFormat 计数器的 groupName为org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormatCounter，它包含的计数器如下表所示，计数器名称列的括号（）内容即为counterName

计数器名称	说明
读取的字节数（BYTES_READ）	由 map 任务通过 FileInputFormat 读取的字节数。

    4、FileOutputFormat 计数器

      FileOutputFormat 计数器的 groupName为org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileOutputFormatCounter，它包含的计数器如下表所示

计数器名称	说明
写的字节数（BYTES_WRITTEN）	由 map 任务（针对仅含 map 的作业）或者 reduce 任务通过 FileOutputFormat 写的字节数。

  2、作业计数器

    作业计数器由 JobTracker（或者 YARN）维护，因此无需在网络间传输数据，这一点与包括 “用户定义的计数器” 在内的其它计数器不同。这些计数器都是作业级别的统计量，其值不会随着任务运行而改变。 作业计数器计数器的 groupName为org.apache.hadoop.mapreduce.JobCounter，它包含的计数器如下表所示

计数器名称	说明
启用的map任务数（TOTAL_LAUNCHED_MAPS）	启动的map任务数，包括以“推测执行” 方式启动的任务。
启用的 reduce 任务数（TOTAL_LAUNCHED_REDUCES）	启动的reduce任务数，包括以“推测执行” 方式启动的任务。
失败的map任务数（NUM_FAILED_MAPS）	失败的map任务数。
失败的 reduce 任务数（NUM_FAILED_REDUCES）	失败的reduce任务数。
数据本地化的 map 任务数（DATA_LOCAL_MAPS）	与输入数据在同一节点的 map 任务数。
机架本地化的 map 任务数（RACK_LOCAL_MAPS）	与输入数据在同一机架范围内、但不在同一节点上的 map 任务数。
其它本地化的 map 任务数（OTHER_LOCAL_MAPS）	与输入数据不在同一机架范围内的 map 任务数。由于机架之间的宽带资源相对较少，Hadoop 会尽量让 map 任务靠近输入数据执行，因此该计数器值一般比较小。
map 任务的总运行时间（SLOTS_MILLIS_MAPS）	map 任务的总运行时间，单位毫秒。该计数器包括以推测执行方式启动的任务。
reduce 任务的总运行时间（SLOTS_MILLIS_REDUCES）	reduce任务的总运行时间，单位毫秒。该值包括以推测执行方式启动的任务。
在保留槽之后，map任务等待的总时间（FALLOW_SLOTS_MILLIS_MAPS）	在为 map 任务保留槽之后所花费的总等待时间，单位是毫秒。
在保留槽之后，reduce 任务等待的总时间（FALLOW_SLOTS_MILLIS_REDUCES）	在为 reduce 任务保留槽之后，花在等待上的总时间，单位为毫秒。

4、计数器的该如何使用？

  下面我们来介绍如何使用计数器。

  1、定义计数器

    1)枚举声明计数器

// 自定义枚举变量Enum 
Counter counter = context.getCounter(Enum enum)

    2)自定义计数器

// 自己命名groupName和counterName 
Counter counter = context.getCounter(String groupName,String counterName)

  2、为计数器赋值

    1)初始化计数器

counter.setValue(long value);// 设置初始值

    2)计数器自增

counter.increment(long incr);// 增加计数

  3、获取计数器的值

    1) 获取枚举计数器的值

Configuration conf = new Configuration(); 
Job job = new Job(conf, "MyCounter"); 
job.waitForCompletion(true); 
Counters counters=job.getCounters(); 
Counter counter=counters.findCounter(LOG_PROCESSOR_COUNTER.BAD_RECORDS_LONG);// 查找枚举计数器，假如Enum的变量为BAD_RECORDS_LONG 
long value=counter.getValue();//获取计数值

    2) 获取自定义计数器的值

Configuration conf = new Configuration(); 
Job job = new Job(conf, "MyCounter"); 
job.waitForCompletion(true); 
Counters counters = job.getCounters(); 
Counter counter=counters.findCounter("ErrorCounter","toolong");// 假如groupName为ErrorCounter，counterName为toolong 
long value = counter.getValue();// 获取计数值

    3) 获取内置计数器的值

Configuration conf = new Configuration(); 
Job job = new Job(conf, "MyCounter"); 
job.waitForCompletion(true); 
Counters counters=job.getCounters(); 
// 查找作业运行启动的reduce个数的计数器，groupName和counterName可以从内置计数器表格查询（前面已经列举有） 
Counter counter=counters.findCounter("org.apache.hadoop.mapreduce.JobCounter","TOTAL_LAUNCHED_REDUCES");// 假如groupName为org.apache.hadoop.mapreduce.JobCounter，counterName为TOTAL_LAUNCHED_REDUCES 
long value=counter.getValue();// 获取计数值

    4) 获取所有计数器的值

Configuration conf = new Configuration(); 
Job job = new Job(conf, "MyCounter"); 
Counters counters = job.getCounters(); 
for (CounterGroup group : counters) { 
  for (Counter counter : group) { 
    System.out.println(counter.getDisplayName() + ": " + counter.getName() + ": "+ counter.getValue()); 
  } 
}

5、自定义计数器

  自定义计数器用的比较广泛，特别是统计无效数据条数的时候，我们就会用到计数器来记录错误日志的条数。下面我们自定义计数器，统计输入的无效数据。

  1、数据集

  假如一个文件，规范的格式是3个字段，“\\t”作为分隔符，其中有2条异常数据，一条数据是只有2个字段，一条数据是有4个字段。其内容如下所示

      

  2、实现

package com.buaa;

import java.io.IOException;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

/** 
* @ProjectName CustomCounterDemo
* @PackageName com.buaa
* @ClassName MyCounter
* @Description 假如一个文件，规范的格式是3个字段，“\\t”作为分隔符，其中有2条异常数据，一条数据是只有2个字段，一条数据是有4个字段
* @Author 刘吉超
* @Date 2016-05-23 20:10:14
*/
public class MyCounter {
    // \\t键
    private static String TAB_SEPARATOR = "\\t";

    public static class MyCounterMap extends
            Mapper<LongWritable, Text, Text, Text> {
        // 定义枚举对象
        public static enum LOG_PROCESSOR_COUNTER {
            BAD_RECORDS_LONG, BAD_RECORDS_SHORT
        };
        
        protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
            String arr_value[] = value.toString().split(TAB_SEPARATOR);
            if (arr_value.length > 3) {
                /* 自定义计数器 */
                context.getCounter("ErrorCounter", "toolong").increment(1);
                /* 枚举计数器 */
                context.getCounter(LOG_PROCESSOR_COUNTER.BAD_RECORDS_LONG).increment(1);
            } else if (arr_value.length < 3) {
                // 自定义计数器
                context.getCounter("ErrorCounter", "tooshort").increment(1);
                // 枚举计数器
                context.getCounter(LOG_PROCESSOR_COUNTER.BAD_RECORDS_SHORT).increment(1);
            }
        }
    }

    @SuppressWarnings("deprecation")
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ClassNotFoundException {
        String[] args0 = { 
                "hdfs://hadoop2:9000/buaa/counter/counter.txt",
                "hdfs://hadoop2:9000/buaa/counter/out/" 
            };
        // 读取配置文件
        Configuration conf = new Configuration();
        
        // 如果输出目录存在，则删除
        Path mypath = new Path(args0[1]);
        FileSystem hdfs = mypath.getFileSystem(conf);
        if (hdfs.isDirectory(mypath)) {
            hdfs.delete(mypath, true);
        }

        // 新建一个任务
        Job job = new Job(conf, "MyCounter");
        // 主类
        job.setJarByClass(MyCounter.class);
        // Mapper
        job.setMapperClass(MyCounterMap.class);

        // 输入目录
        FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(args0[0]));
        // 输出目录
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args0[1]));
        
        // 提交任务，并退出
        System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
    }
}

  3、运行结果

  在输出日志中，查看计数器的值

      

  从日志中可以看出，通过枚举声明和自定义计数器两种方式，统计出的不规范数据是一样的

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