关于Hadoop中的采样器
1.为什么要使用采样器
在这个网页上有一段描述比较靠谱 http://www.philippeadjiman.com/blog/2009/12/20/hadoop-tutorial-series-issue-2-getting-started-with-customized-partitioning/
简单的来说就是解决"How to automatically find “good” partitioning function",因为很多时候无法直接制订固定的partitioner策略,所以需要知道实际的数据分布.糟糕的策略导致的结果就是每个reduce节点得到的数据部均匀,对效率影响挺大
2.如何使用采样器
InputSampler.RandomSampler<IntWritable, NullWritable> sampler =
new InputSampler.RandomSampler<IntWritable, NullWritable>(0.1,10000,10);
Path partitionFile = new Path(input,”_partitions”);
TotalOrderPartitioner.setPartitionFile(conf, partitionFile);////
InputSampler.writePartitionFile(conf, sampler);
URI partitionURI = new URI(partitionFile.toString() + “#_partitions”);
DistributedCache.addCacheFile(partitionURI, conf);
DistributedCache.createSymlink(conf);
3.常用的采样器介绍
http://blog.csdn.net/andyelvis/article/details/7294811
Hadoop中采样是由org.apache.hadoop.mapred.lib.InputSampler类来实现的。
InputSampler类实现了三种采样方法：RandomSampler,SplitSampler和IntervalSampler。//RandomSampler最耗时
RandomSamplerSplitSampler、RandomSampler和IntervalSampler都是InputSampler的静态内部类，它们都实现了InputSampler的内部接口Sampler接口
K[] getSample(InputFormat<K,V> inf,JobConf job) throws IOException;
}
getSample方法根据job的配置信息以及输入格式获得抽样结果，三个采样类各自有不同的实现。
RandomSampler随机地从输入数据中抽取Key，是一个通用的采样器。RandomSampler类有三个属性：freq（一个Key被选中的概率），numSamples（从所有被选中的分区中获得的总共的样本数目），maxSplitsSampled（需要检查扫描的最大分区数目）。
RandomSampler中getSample方法的实现如下：
InputSplit[] splits = inf.getSplits(job, job.getNumMapTasks());
ArrayList<K> samples = new ArrayList<K>(numSamples);
int splitsToSample = Math.min(maxSplitsSampled, splits.length);
Random r = new Random();
long seed = r.nextLong();
r.setSeed(seed);
LOG.debug("seed: " + seed);
// shuffle splits
for (int i = 0; i < splits.length; ++i) {
InputSplit tmp = splits[i];
int j = r.nextInt(splits.length);
splits[i] = splits[j];
splits[j] = tmp;
}
// our target rate is in terms of the maximum number of sample splits,
// but we accept the possibility of sampling additional splits to hit
// the target sample keyset
for (int i = 0; i < splitsToSample ||
(i < splits.length && samples.size() < numSamples); ++i) {
RecordReader<K,V> reader = inf.getRecordReader(splits[i], job,
Reporter.NULL);
K key = reader.createKey();
V value = reader.createValue();
while (reader.next(key, value)) {
if (r.nextDouble() <= freq) {
if (samples.size() < numSamples) {
samples.add(key);
} else {
// When exceeding the maximum number of samples, replace a
// random element with this one, then adjust the frequency
// to reflect the possibility of existing elements being
// pushed out
int ind = r.nextInt(numSamples);
if (ind != numSamples) {
samples.set(ind, key);
}
freq *= (numSamples - 1) / (double) numSamples;
}
key = reader.createKey();
}
}
reader.close();
}
return (K[])samples.toArray();
}
首先通过InputFormat的getSplits方法得到所有的输入分区；然后确定需要抽样扫描的分区数目，取输入分区总数与用户输入的maxSplitsSampled两者的较小的值得到splitsToSample；然后对输入分区数组shuffle排序，打乱其原始顺序；然后循环逐个扫描每个分区中的记录进行采样，循环的条件是当前已经扫描的分区数小于splitsToSample或者当前已经扫描的分区数超过了splitsToSample但是小于输入分区总数并且当前的采样数小于最大采样数numSamples。
每个分区中记录采样的具体过程如下：
从指定分区中取出一条记录，判断得到的随机浮点数是否小于等于采样频率freq，如果大于则放弃这条记录，然后判断当前的采样数是否小于最大采样数，如果小于则这条记录被选中，被放进采样集合中，否则从【0，numSamples】中选择一个随机数，如果这个随机数不等于最大采样数numSamples，则用这条记录替换掉采样集合随机数对应位置的记录，同时采样频率freq减小变为freq*(numSamples-1)/numSamples。然后依次遍历分区中的其它记录。
SplitSampler从s个分区中采样前n个记录，是采样随机数据的一种简便方式。SplitSampler类有两个属性：numSamples（最大采样数），maxSplitsSampled（最大分区数）。其getSample方法实现如下：
InputSplit[] splits = inf.getSplits(job, job.getNumMapTasks());
ArrayList<K> samples = new ArrayList<K>(numSamples);
int splitsToSample = Math.min(maxSplitsSampled, splits.length);
int splitStep = splits.length / splitsToSample;
int samplesPerSplit = numSamples / splitsToSample;
long records = 0;
for (int i = 0; i < splitsToSample; ++i) {
RecordReader<K,V> reader = inf.getRecordReader(splits[i * splitStep],
job, Reporter.NULL);
K key = reader.createKey();
V value = reader.createValue();
while (reader.next(key, value)) {
samples.add(key);
key = reader.createKey();
++records;
if ((i+1) * samplesPerSplit <= records) {
break;
}
}
reader.close();
}
return (K[])samples.toArray();
}
首先根据InputFormat得到输入分区数组；然后确定需要采样的分区数splitsToSample为最大分区数和输入分区总数之间的较小值；然后确定对分区采样时的间隔splitStep为输入分区总数除splitsToSample的商；然后确定每个分区的采样数samplesPerSplit为最大采样数除splitsToSample的商。被采样的分区下标为i*splitStep，已经采样的分区数目达到splitsToSample即停止采样。
对于每一个分区，读取一条记录，将这条记录添加到样本集合中，如果当前样本数大于当前的采样分区所需要的样本数，则停止对这个分区的采样。如此循环遍历完这个分区的所有记录。
IntervalSampler根据一定的间隔从s个分区中采样数据，非常适合对排好序的数据采样。IntervalSampler类有两个属性：freq（哪一条记录被选中的概率），maxSplitsSampled（采样的最大分区数）。其getSample方法实现如下：
InputSplit[] splits = inf.getSplits(job, job.getNumMapTasks());
ArrayList<K> samples = new ArrayList<K>();
int splitsToSample = Math.min(maxSplitsSampled, splits.length);
int splitStep = splits.length / splitsToSample;
long records = 0;
long kept = 0;
for (int i = 0; i < splitsToSample; ++i) {
RecordReader<K,V> reader = inf.getRecordReader(splits[i * splitStep],
job, Reporter.NULL);
K key = reader.createKey();
V value = reader.createValue();
while (reader.next(key, value)) {
++records;
if ((double) kept / records < freq) {
++kept;
samples.add(key);
key = reader.createKey();
}
}
reader.close();
}
return (K[])samples.toArray();
}
首先根据InputFormat得到输入分区数组；然后确定需要采样的分区数splitsToSample为最大分区数和输入分区总数之间的较小值；然后确定对分区采样时的间隔splitStep为输入分区总数除splitsToSample的商。被采样的分区下标为i*splitStep，已经采样的分区数目达到splitsToSample即停止采样。
对于每一个分区，读取一条记录，如果当前样本数与已经读取的记录数的比值小于freq，则将这条记录添加到样本集合，否则读取下一条记录。这样依次循环遍历完这个分区的所有记录。
4.采样器在实际中的使用
常见的例子是terasort
http://blog.csdn.net/scutshuxue/article/details/5915697
排序的基本思想是利用了mapreduce的自动排序功能，在hadoop中，从map到reduce阶段，map出来的结构会按照各个key按照hash值分配到各个reduce中，其中，在reduce中所有的key都是有序的了。如果使用一个reduce，那么我们直接将他output出来就行了，但是这不能够体现分布式的好处，所以，我们还是要用多个reduce来跑。
比方说我们有1000个1-10000的数据，跑10个ruduce任务， 如果我们运行进行partition的时候，能够将在1-1000中数据的分配到第一个reduce中，1001-2000的数据分配到第二个reduce中，以此类推。即第n个reduce所分配到的数据全部大于第n-1个reduce中的数据。这样，每个reduce出来之后都是有序的了，我们只要cat所有的输出文件，变成一个大的文件，就都是有序的了。
基本思路就是这样，但是现在有一个问题，就是数据的区间如何划分，在数据量大，还有我们并不清楚数据分布的情况下。一个比较简单的方法就是采样，假如有一亿的数据，我们可以对数据进行采样，如取10000个数据采样，然后对采样数据分区间。在Hadoop中，patition我们可以用TotalOrderPartitioner替换默认的分区。然后将采样的结果传给他，就可以实现我们想要的分区。在采样时，我们可以使用hadoop的几种采样工具，RandomSampler,InputSampler,IntervalSampler。
