案例-使用MapReduce实现join操作
哈喽～各位小伙伴们中秋快乐，好久没更新新的文章啦，今天分享如何使用mapreduce进行join操作。
在离线计算中，我们常常不只是会对单一一个文件进行操作，进行需要进行两个或多个文件关联出更多数据，类似与sql中的join操作。
今天就跟大家分享一下如何在MapReduce中实现join操作
需求
现有两张，一张是产品信息表，一张是订单表。订单表中只表存了产品ID，如果想要查出订单以及产品的相关信息就必须使用关联。
实现
根据MapReduce特性，大家都知道在reduce端，相同key的key，value对会被放到同一个reduce方法中(不设置partition的话)。
利用这个特点我们可以轻松实现join操作，请看下面示例。
产品表
| ID | brand | model |
|---|---|---|
| p0001 | 苹果 | iphone11 pro max |
| p0002 | 华为 | p30 |
| p0003 | 小米 | mate10 |
订单表
| id | name | address | produceID | num |
|---|---|---|---|---|
| 00001 | kris | 深圳市福田区 | p0001 | 1 |
| 00002 | pony | 深圳市南山区 | p0001 | 2 |
| 00003 | jack | 深圳市坂田区 | p0001 | 3 |
假如数据量巨大，两表的数据是以文件的形式存储在HDFS中，需要用mapreduce程序来实现一下SQL查询运算:
select a.id,a.name,a.address,a.num from t_orders a join t_products on a.productID=b.ID
MapReduce实现思路
通过将关联的条件(prodcueID)作为map输出的key，将两表满足join条件的数据并携带数据所来源的文件信息，发往同一个
reduce task，在reduce中进行数据的串联
实现方式一-reduce端join
定义一个Bean
public class RJoinInfo implements Writable{
private String customerName="";
private String customerAddr="";
private String orderID="";
private int orderNum;
private String productID="";
private String productBrand="";
private String productModel="";
// 0是产品，1是订单
private int flag;
setter/getter
编写Mapper
public class RJoinMapper extends Mapper<LongWritable,Text,Text,RJoinInfo> {
private static Logger logger = LogManager.getLogger(RJoinMapper.class);
private RJoinInfo rJoinInfo = new RJoinInfo();
private Text k = new Text();
@Override
protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
// 输入方式支持很多中包括数据库等等。这里用的是文件，因此可以直接强转为文件切片
FileSplit fileSplit = (FileSplit) context.getInputSplit();
// 获取文件名称
String name = fileSplit.getPath().getName();
logger.info("splitPathName:"+name);
String line = value.toString();
String[] split = line.split("\t");
String productID = "";
if(name.contains("product")){
productID = split[0];
String setProductBrand = split[1];
String productModel = split[2];
rJoinInfo.setProductID(productID);
rJoinInfo.setProductBrand(setProductBrand);
rJoinInfo.setProductModel(productModel);
rJoinInfo.setFlag(0);
}else if(name.contains("orders")){
String orderID = split[0];
String customerName = split[1];
String cutsomerAddr = split[2];
productID = split[3];
String orderNum = split[4];
rJoinInfo.setProductID(productID);
rJoinInfo.setCustomerName(customerName);
rJoinInfo.setCustomerAddr(cutsomerAddr);
rJoinInfo.setOrderID(orderID);
rJoinInfo.setOrderNum(Integer.parseInt(orderNum));
rJoinInfo.setFlag(1);
}
k.set(productID);
context.write(k,rJoinInfo);
}
}
代码解释，这里根据split的文件名，判断是products还是orders，
然后根据是product还是orders获取不同的数据，最用都以productID为Key发送给Reduce端
编写Reducer
public class RJoinReducer extends Reducer<Text,RJoinInfo,RJoinInfo,NullWritable> {
private static Logger logger = LogManager.getLogger(RJoinReducer.class);
@Override
protected void reduce(Text key, Iterable<RJoinInfo> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {
List<RJoinInfo> orders = new ArrayList<>();
String productID = key.toString();
logger.info("productID:"+productID);
RJoinInfo rJoinInfo = new RJoinInfo();
for (RJoinInfo value : values) {
int flag = value.getFlag();
if (flag == 0) {
// 产品
try {
BeanUtils.copyProperties(rJoinInfo,value);
} catch (IllegalAccessException e) {
logger.error(e.getMessage());
} catch (InvocationTargetException e) {
logger.error(e.getMessage());
}
}else {
// 订单
RJoinInfo orderInfo = new RJoinInfo();
try {
BeanUtils.copyProperties(orderInfo,value);
} catch (IllegalAccessException e) {
logger.error(e.getMessage());
} catch (InvocationTargetException e) {
logger.error(e.getMessage());
}
orders.add(orderInfo);
}
}
for (RJoinInfo order : orders) {
rJoinInfo.setOrderNum(order.getOrderNum());
rJoinInfo.setOrderID(order.getOrderID());
rJoinInfo.setCustomerName(order.getCustomerName());
rJoinInfo.setCustomerAddr(order.getCustomerAddr());
// 只输出key即可，value可以使用nullwritable
context.write(rJoinInfo,NullWritable.get());
}
}
}
代码解释:根据productID会分为不同的组发到reduce端，reduce端拿到后一组数据后，其中有一个产品对象和多个订单对象。
遍历每一个对象，根据flag区分产品和订单。保存产品对象，获取每个订单对象到一个集合中。当我们对每个对象都分好
类后，遍历订单集合将订单和产品信息集合，然后输出。
注意:我们这里效率虽然不是最高的，主要是想说明join的思路。
编写Driver
public class RJoinDriver {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InterruptedException {
Configuration conf = new Configuration();
// conf.set("mapreduce.framework.name","yarn");
// conf.set("yarn.resourcemanager.hostname","server1");
// conf.set("fs.defaultFS","hdfs://server1:9000");
conf.set("mapreduce.framework.name","local");
conf.set("fs.defaultFS","file:///");
Job job = Job.getInstance(conf);
// 如果是本地运行，可以不用设置jar包的路径，因为不用拷贝jar到其他地方
job.setJarByClass(RJoinDriver.class);
// job.setJar("/Users/kris/IdeaProjects/bigdatahdfs/target/rjoin.jar");
job.setMapperClass(RJoinMapper.class);
job.setReducerClass(RJoinReducer.class);
job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
job.setMapOutputValueClass(RJoinInfo.class);
job.setOutputKeyClass(RJoinInfo.class);
job.setOutputValueClass(NullWritable.class);
FileInputFormat.setInputPaths(job,new Path("/Users/kris/Downloads/rjoin/input"));
FileOutputFormat.setOutputPath(job,new Path("/Users/kris/Downloads/rjoin/output"));
boolean waitForCompletion = job.waitForCompletion(true);
System.out.println(waitForCompletion);
}
}
上面实现的这种方式有个缺点，就是join操作是在reduce阶段完成的，reduce端的处理压力太大，map节点的运算负载则很低，资源利用率不高，且在reduce阶段极易产生数据倾斜
实现方式二-map端join
这种方式适用于关联表中有小表的情形:
可以将小表分发到所有的map节点，这样，map节点就可以在本地对自己所读到的大表数据进行join操作并输出结果，
可以大大提高join操作的并发度，加快处理速度。
编写Mapper
在Mapper端我们一次性加载数据或者用Distributedbache将文件拷贝到每一个运行的maptask的节点上加载
这里我们使用第二种，在mapper类中定义好小表进行join
static class RjoinMapper extends Mapper<LongWritable,Text,RJoinInfo,NullWritable>{
private static Map<String, RJoinInfo> productMap = new HashMap<>();
// 在循环调用map方法之前会先调用setup方法。因此我们可以在setup方法中，先对文件进行处理
@Override
protected void setup(Context context) throws IOException, InterruptedException {
//通过这几句代码可以获取到cache file的本地绝对路径，测试验证用
URI[] cacheFiles = context.getCacheFiles();
System.out.println(Arrays.toString(new URI[]{cacheFiles[0]}));
// 直接指定名字，默认在工作文件夹的目录下查找 1⃣
try (BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("products.txt")))){
String line;
while ((line = bufferedReader.readLine())!=null){
String[] split = line.split("\t");
String productID = split[0];
String setProductBrand = split[1];
String productModel = split[2];
RJoinInfo rJoinInfo = new RJoinInfo();
rJoinInfo.setProductID(productID);
rJoinInfo.setProductBrand(setProductBrand);
rJoinInfo.setProductModel(productModel);
rJoinInfo.setFlag(0);
productMap.put(productID, rJoinInfo);
}
}
super.setup(context);
}
@Override
protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
FileSplit fileSplit = (FileSplit)context.getInputSplit();
String name = fileSplit.getPath().getName();
if (name.contains("orders")) {
String line = value.toString();
String[] split = line.split("\t");
String orderID = split[0];
String customerName = split[1];
String cutsomerAddr = split[2];
String productID = split[3];
String orderNum = split[4];
RJoinInfo rJoinInfo = productMap.get(productID);
rJoinInfo.setProductID(productID);
rJoinInfo.setCustomerName(customerName);
rJoinInfo.setCustomerAddr(cutsomerAddr);
rJoinInfo.setOrderID(orderID);
rJoinInfo.setOrderNum(Integer.parseInt(orderNum));
rJoinInfo.setFlag(1);
context.write(rJoinInfo, NullWritable.get());
}
}
}
代码解释:这里我们又重写了一个setup()方法，这个方法会在执行map()方法前先执行，因此我们可以在这个方法中事先加载好数据。
在上述代码中，我们直接指定名字就拿到了product.txt文件，这个究竟这个文件是怎么复制在maptask的节点上的呢，还要看下面的driver
编写Driver
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InterruptedException, URISyntaxException {
Configuration conf = new Configuration();
conf.set("mapreduce.framework.name","local");
conf.set("fs.defaultFS","file:///");
Job job = Job.getInstance(conf);
job.setJarByClass(RJoinDemoInMapDriver.class);
job.setMapperClass(RjoinMapper.class);
job.setOutputKeyClass(RJoinInfo.class);
job.setOutputValueClass(NullWritable.class);
FileInputFormat.setInputPaths(job,new Path("/Users/kris/Downloads/rjoin/input"));
FileOutputFormat.setOutputPath(job,new Path("/Users/kris/Downloads/rjoin/output2"));
// 指定需要缓存一个文件到所有的maptask运行节点工作目录
// job.addFileToClassPath(); 将普通文件缓存到task运行节点的classpath下
// job.addArchiveToClassPath();缓存jar包到task运行节点的classpath下
// job.addCacheArchive();缓存压缩包文件到task运行节点的工作目录
// job.addCacheFile();将普通文件 1⃣
job.addCacheFile(new URI("/Users/kris/Downloads/rjoin/products.txt"));
// 设置reduce的数量为0
job.setNumReduceTasks(0);
boolean waitForCompletion = job.waitForCompletion(true);
System.out.println(waitForCompletion);
}
代码解释:上述Driver中，我们通过job.addCacheFile()指定了一个URI本地地址，运行时mapreduce就会将这个文件拷贝到maptask的运行工作目录中。
好啦～本期分享代码量偏多，主要是想分享如何使用mapreduce进行join操作的思路。下一篇我会再讲一下 计算共同好友的思路以及代码～
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