实验5 MapReduce初级编程实践
1.实验目的
(1)通过实验掌握基本的MapReduce编程方法;
(2)掌握用MapReduce解决一些常见的数据处理问题,包括数据去重、数据排序和数据挖掘等。
2.实验平台
(1)操作系统:Linux(建议Ubuntu16.04或Ubuntu18.04)
(2)Hadoop版本:3.1.3
3.实验步骤
(一)编程实现文件合并和去重操作
对于两个输入文件,即文件A和文件B,请编写MapReduce程序,对两个文件进行合并,并剔除其中重复的内容,得到一个新的输出文件C。下面是输入文件和输出文件的一个样例供参考。
输入文件A的样例如下:
20170101 x 20170102 y 20170103 x 20170104 y 20170105 z 20170106 x |
输入文件B的样例如下:
20170101 y 20170102 y 20170103 x 20170104 z 20170105 y |
根据输入文件A和B合并得到的输出文件C的样例如下:
20170101 x 20170101 y 20170102 y 20170103 x 20170104 y 20170104 z 20170105 y 20170105 z 20170106 x |
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(二)编写程序实现对输入文件的排序
现在有多个输入文件,每个文件中的每行内容均为一个整数。要求读取所有文件中的整数,进行升序排序后,输出到一个新的文件中,输出的数据格式为每行两个整数,第一个数字为第二个整数的排序位次,第二个整数为原待排列的整数。下面是输入文件和输出文件的一个样例供参考。
输入文件1的样例如下:
33 37 12 40 |
输入文件2的样例如下:
4 16 39 5 |
输入文件3的样例如下:
1 45 25 |
根据输入文件1、2和3得到的输出文件如下:
1 1 2 4 3 5 4 12 5 16 6 25 7 33 8 37 9 39 10 40 11 45 |
源代码:
package com.xusheng.mapreduce.shiyan;
import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Partitioner;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;
import org.apache.hadoop.util.GenericOptionsParser;
public class MergeSort {
/**
* @param xusheng
* 输入多个文件,每个文件中的每行内容均为一个整数
* 输出到一个新的文件中,输出的数据格式为每行两个整数,第一个数字为第二个整数的排序位次,第二个整数为原待排列的整数
*/
//map函数读取输入中的value,将其转化成IntWritable类型,最后作为输出key
public static class Map extends Mapper<Object, Text, IntWritable, IntWritable>{
private static IntWritable data = new IntWritable();
public void map(Object key, Text value, Context context) throws IOException,InterruptedException{
String text = value.toString();
data.set(Integer.parseInt(text));
context.write(data, new IntWritable(1));
}
}
//reduce函数将map输入的key复制到输出的value上,然后根据输入的value-list中元素的个数决定key的输出次数,定义一个全局变量line_num来代表key的位次
public static class Reduce extends Reducer<IntWritable, IntWritable, IntWritable, IntWritable>{
private static IntWritable line_num = new IntWritable(1);
public void reduce(IntWritable key, Iterable<IntWritable> values, Context context) throws IOException,InterruptedException{
for(IntWritable val : values){
context.write(line_num, key);
line_num = new IntWritable(line_num.get() + 1);
}
}
}
//自定义Partition函数,此函数根据输入数据的最大值和MapReduce框架中Partition的数量获取将输入数据按照大小分块的边界,然后根据输入数值和边界的关系返回对应的Partiton ID
public static class Partition extends Partitioner<IntWritable, IntWritable>{
public int getPartition(IntWritable key, IntWritable value, int num_Partition){
int Maxnumber = 65223;//int型的最大数值
int bound = Maxnumber/num_Partition+1;
int keynumber = key.get();
for (int i = 0; i<num_Partition; i++){
if(keynumber<bound * (i+1) && keynumber>=bound * i){
return i;
}
}
return -1;
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
// TODO Auto-generated method stub
Configuration conf = new Configuration();
//conf.set("fs.default.name","hdfs://localhost:9000");
conf.set("fs.defaultFS","hdfs://hadoop102:8020");
String[] otherArgs = new String[]{"/input/test2","/output/test2"}; /* 直接设置输入参数 */
if (otherArgs.length != 2) {
System.err.println("Usage: wordcount <in><out>");
System.exit(2);
}
Job job = Job.getInstance(conf,"Merge and sort");//实例化Merge类
job.setJarByClass(MergeSort.class);//设置主类名
job.setMapperClass(Map.class);//指定使用上述代码自定义的Map类
job.setReducerClass(Reduce.class);//指定使用上述代码自定义的Reduce类
job.setPartitionerClass(Partition.class);
job.setOutputKeyClass(IntWritable.class);
job.setOutputValueClass(IntWritable.class);//设定Reduce类输出的<K,V>,V类型
FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(otherArgs[0]));//添加输入文件位置
FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(otherArgs[1]));//设置输出结果文件位置
System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);//提交任务并监控任务状态
}
}
(三)对给定的表格进行信息挖掘
下面给出一个child-parent的表格,要求挖掘其中的父子辈关系,给出祖孙辈关系的表格。
输入文件内容如下:
child parent Steven Lucy Steven Jack Jone Lucy Jone Jack Lucy Mary Lucy Frank Jack Alice Jack Jesse David Alice David Jesse Philip David Philip Alma Mark David Mark Alma |
输出文件内容如下:
grandchild grandparent Steven Alice Steven Jesse Jone Alice Jone Jesse Steven Mary Steven Frank Jone Mary Jone Frank Philip Alice Philip Jesse Mark Alice Mark Jesse |
源代码: package com.xusheng.mapreduce.shiyan;
import java.io.IOException; import java.util.*;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration; import org.apache.hadoop.fs.Path; import org.apache.hadoop.io.IntWritable; import org.apache.hadoop.io.Text; import org.apache.hadoop.mapreduce.Job; import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper; import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer; import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat; import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat; import org.apache.hadoop.util.GenericOptionsParser;
public class simple_data_mining { public static int time = 0;
/** * @param xusheng * 输入一个child-parent的表格 * 输出一个体现grandchild-grandparent关系的表格 */ //Map将输入文件按照空格分割成child和parent,然后正序输出一次作为右表,反序输出一次作为左表,需要注意的是在输出的value中必须加上左右表区别标志 public static class Map extends Mapper<Object, Text, Text, Text>{ public void map(Object key, Text value, Context context) throws IOException,InterruptedException{ String child_name = new String(); String parent_name = new String(); String relation_type = new String(); String line = value.toString(); int i = 0; while(line.charAt(i) != ' '){ i++; } String[] values = {line.substring(0,i),line.substring(i+1)}; if(values[0].compareTo("child") != 0){ child_name = values[0]; parent_name = values[1]; relation_type = "1";//左右表区分标志 context.write(new Text(values[1]), new Text(relation_type+"+"+child_name+"+"+parent_name)); //左表 relation_type = "2"; context.write(new Text(values[0]), new Text(relation_type+"+"+child_name+"+"+parent_name)); //右表 } } }
public static class Reduce extends Reducer<Text, Text, Text, Text>{ public void reduce(Text key, Iterable<Text> values,Context context) throws IOException,InterruptedException{ if(time == 0){ //输出表头 context.write(new Text("grand_child"), new Text("grand_parent")); time++; } int grand_child_num = 0; String grand_child[] = new String[10]; int grand_parent_num = 0; String grand_parent[]= new String[10]; Iterator ite = values.iterator(); while(ite.hasNext()){ String record = ite.next().toString(); int len = record.length(); int i = 2; if(len == 0) continue; char relation_type = record.charAt(0); String child_name = new String(); String parent_name = new String(); //获取value-list中value的child
while(record.charAt(i) != '+'){ child_name = child_name + record.charAt(i); i++; } i=i+1; //获取value-list中value的parent while(i<len){ parent_name = parent_name+record.charAt(i); i++; } //左表,取出child放入grand_child if(relation_type == '1'){ grand_child[grand_child_num] = child_name; grand_child_num++; } else{//右表,取出parent放入grand_parent grand_parent[grand_parent_num] = parent_name; grand_parent_num++; } }
if(grand_parent_num != 0 && grand_child_num != 0 ){ for(int m = 0;m<grand_child_num;m++){ for(int n=0;n<grand_parent_num;n++){ context.write(new Text(grand_child[m]), new Text(grand_parent[n])); //输出结果 } } } } } public static void main(String[] args) throws Exception{ // TODO Auto-generated method stub Configuration conf = new Configuration(); //conf.set("fs.default.name","hdfs://localhost:9000"); conf.set("fs.default.name","hdfs://hadoop102:8020"); String[] otherArgs = new String[]{"/input/test3","/output/test3"}; /* 直接设置输入参数 */ if (otherArgs.length != 2) { System.err.println("Usage: wordcount <in><out>"); System.exit(2); } Job job = Job.getInstance(conf,"Single table join"); job.setJarByClass(simple_data_mining.class); job.setMapperClass(Map.class); job.setReducerClass(Reduce.class); job.setOutputKeyClass(Text.class); job.setOutputValueClass(Text.class); FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(otherArgs[0])); FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(otherArgs[1])); System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
} }
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4.实验报告
题目: |
MapReduce初级编程实践 |
姓名 |
邓睿智 |
日期 2024.11.26 |
实验环境:Linux |
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实验内容与完成情况:MapReduce初级编程实践;已完成 |
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出现的问题:在配置Hadoop运行环境时,遇到了配置文件路径错误的问题,导致无法正确运行MapReduce任务。 在实现排序功能时,由于MapReduce框架的默认行为,遇到了数据分布不均匀的问题。
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解决方案(列出遇到的问题和解决办法,列出没有解决的问题):对于配置文件路径错误,通过检查和修正,确保所有路径正确无误,问题得以解决。 对于数据分布不均匀的问题,通过调整Partitioner类,使得数据能够更均匀地分布到各个Reducer上,从而解决了问题。
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