大白话讲解大数据YARN知识点,通俗易懂又好记!

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前言:老刘目前为明年校招而努力,写文章主要是想用大白话把自己复习的大数据知识点详细解释出来,
拒绝资料上的生搬硬套,做到有自己的理解!

01 YARN知识点

第1点:什么是YARN?

YARN是Hadoop架构中的资源调度引擎模块,从这个模块名字就可以看出来,YARN是用来为应用提供资源管理和调度的。

类似于HDFS,YARN也是经典的主从架构。架构的内容放在第2点讲,如果面试介绍YARN的话,老刘建议第一点和第二点一起讲。

第2点:YARN架构

先看这张架构图,就可以知道YARN是非常典型的主从架构。YARN由一个ResourceManager(RM)和多个NodeManager(NM)构成,RM是主节点,NM是从节点。

什么是ResourceManager?

RM是一个全局的资源管理器,集群只有一个,它主要负责整个系统的资源管理和分配,启动监控ApplicationMaster,监控NodeManager以及资源的分配和调度。

RM主要由两个组件构成:调度器和应用程序管理器。

什么是调度器(Scheduler)?

调度器就是根据容量 、队列一些限制条件,将系统中的资源分配给各个正在运行的应用程序,这里有一句话想说,调度器是一个纯调度器,就是它只管资源分配,不参与具体应用程序相关的工作。

什么是应用程序管理器(ApplicationMaster)?

应用程序管理器它主要负责监控管理整个系统的所有应用程序,同时负责向RM申请资源、返还资源等。

什么是NodeManager?

NodeManager是一个从服务,整个集群有多个。它负责接收RM的资源分配请求,分配具体的Container给应用,它也负责监控并报告Container的使用信息给RM。

什么是Contaienr?

Container是yarn中分配资源的一个单位,包括内存、CPU等资源,YARN以Container为单位分配资源。

第3点:YARN应用提交过程

老刘这里简单讲讲YARN的应用提交过程,主要想讲的是MapReduce On Yarn这个内容。

根据上面的图,就可以看出来YARN的应用提交过程。

第一步是用户将应用程序提交到 ResourceManager 上;

第二步是ResourceManager为应用程序 ApplicationMaster 申请资源,并与某个 NodeManager 通信启动第一个 Container,以启动ApplicationMaster;

第三步是ApplicationMaster 与 ResourceManager 注册进行通信,为内部要执行的任务申请资源,一旦得到资源后,就会和 NodeManager 通信,从而启动对应的 Task;

第四步是所有任务运行完成后,ApplicationMaster会向 ResourceManager 进行注销,整个应用程序就运行结束了。

下面就是重点内容,详细讲讲MapReduce On Yarn。

第4点:MapReduce On Yarn

这一点,很重要,第3点就是说说了皮毛,第4点是详细的描述整个过程,老刘尽量讲的通俗易懂点,MapReduce On Yarn运行过程如下:

1、先把程序打成Jar包,接着客户端运行hadoop jar命令,就会把job提交到集群中运行。在这个过程中,程序里的job.waitForCompletion()会调用Job里的submit()方法。

2、接着会远程调用ResourceManager的getId,就会得到一个MR作业的id。同时也会检查输出目录是否存在,如果没有指定输出目录或者目录已经存在,就会报错;也会计算作业分片,若无法计算分片,也会报错。

3、接下里,会把Job相关的配置文件,jar包,分片信息,上传到HDFS。

4、客户端将应用程序提交给RM,任务开始真正运行。

5、当RM收到任务提交的通知后,它会与指定的NodeManager通信,通知NodeManager启动容器,NodeManager会创建占据特定资源的Container,并且在这个Container中运行MRAppMaster进程。

6、MRAppMaster进程会初始化job,创建多个簿记对象,记录各map任务,reduce任务的进度信息,状态信息。

这里面的簿记对象要说一下,很多地方都没解释它是什么,就一笔忽略,在老刘看来这就有点不太好。

老刘搜了一下后,是这样介绍的:MapReduce 作业的 application master 是一个 Java 应用,它的主类是 MRAppMaster。它通过创建一定数量的簿记对象(bookkeeping object)跟踪作业进度来初始化作业,该簿记对象接受任务报告的进度和完成情况。

7、AppMaster接下里要启动Task任务了,但它不知道启动多少个map task以及在哪个节点上启动等信息,所以这个时候AppMaster就需要从HDFS获取分片信息之类的。

8、获取完信息,就要开始分配任务了,AppMaster会为了每个任务向RM请求资源分配Container。RM收到消息后,会进行资源的计算,计算什么资源呢?一般是为map任务、reduce任务分配多大内存啊,几个虚拟内核之类的啊。

这一步老刘想说的是在看资料中,大家可以尝试反问下自己,比如就这个它会计算资源,你可以问问自己,它计算什么资源,这对自身进步有很大帮助。

9、AppMaster收到这些计算资源信息的返回结果后,就会与NodeManager通信,NodeManager就会启动一个JVM(容器)。

10、但是在容器中运行任务(YarnChild)之前,会将运行任务需要的资源拉取到本地(jar包,配置文件,分布式缓存文件)。

11、任务运行。

老刘尽量用口语化的形式表达出来了,希望大家能够记住它。

第5点:YARN应用生命周期

1、Client向RM提交应用,包括AM程序及启动AM的命令。

2、RM为AM分配第一个容器,并与对应的NM通信,令其在容器上启动应用的AM。

3、AM启动时向RM注册,允许Client向RM获取AM信息然后直接和AM通信。

4、AM通过资源请求协议,为应用协商容器资源。

5、如容器分配成功,AM要求NM在容器中启动应用,应用启动后可以和AM独立通信。

6、应用程序在容器中执行,并向AM汇报。

7、在应用执行期间,Client和AM通信获取应用状态。

8、应用执行完成,AM向RM注销并关闭,释放资源。

第6点:YARN常用命令

启动YARN
start-yarn.sh

停止RM和NM
stop-yarn.sh

查看正在运行的任务
yarn application -list

杀掉正在运行任务
yarn application -kill 任务id

查看节点列表
yarn node -list

第7点:YARN调度器

大家先想想为什么需要调度器?在现实生活中,绝对会遇到同时提交任务的场景,那这个时候到底如何分配资源满足这些任务呢?谁先执行呢?都是有讲究的!

​所以在Yarn框架中,调度器是一块很重要的内容。有了合适的调度规则,就可以保证多个应用可以在同一时间有条不紊的工作。

YARN中最原始的调度规则是FIFO,就是谁先提交任务谁先执行。但是这样很可能会导致两种情况:① 一个大任务独占资源,其他的资源需要不断的等待大任务完成;② 一堆小任务占用资源,大任务一直无法得到适当的资源。所以FIFO虽然很简单,但是并不能满足我们的需求。

所以在YARN中现在有三种调度器可以选择:FIFO Scheduler ,Capacity Scheduler,FairS cheduler。

FIFO Scheduler是把应用按提交的顺序排成一个队列,这是一个先进先出队列,在进行资源分配的时候,先给队列中第一个应用进行分配资源,等到第一个的应用需求满足后再给第二个分配。

FIFO Scheduler是最简单也是最容易理解的调度器,也不需要任何配置,但它的缺点刚刚也说了。大的应用可能会占用所有集群资源,这就导致其它应用被阻塞。所以如果在共享的集群中,更适合采用Capacity Scheduler或Fair Scheduler。

对于Capacity调度器,它会有一个专门的队列用来运行小任务,但是为小任务专门设置一个队列会预先占用一定的集群资源,这就导致大任务的执行时间会落后于使用FIFO调度器时的时间。

但是在Fair调度器中,我们不需要预先占用一定的系统资源,Fair调度器会为所有运行的job动态的调整系统资源。当第一个大job提交时,这时只有这一个job在运行,此时它获得了所有集群资源;当第二个小任务提交后,Fair调度器会分配一半资源给这个小任务,让这两个任务公平的共享集群资源。小任务执行完成之后就会释放自己占用的资源,大任务又获得了全部的资源,这样就保证了Fair调度器既得到了高的资源利用率又能保证小任务的及时完成。

02 总结

好啦,YARN知识点就讲的差不多了,老刘尽量用通俗易懂的口语化形式将这些知识点表达出来了,希望能够对大数据感兴趣的同学有帮助,也希望能够得到大佬们的批评和指点。

最后,如果觉得有哪里写的不好或者有错误的地方,可以联系公众号:努力的老刘,进行交流哦!希望能够对大数据开发感兴趣的同学有帮助,希望能够得到同学们的指导。