Spark大數(shù)據(jù)分析 課件 1.3 其他數(shù)據(jù)處理框架

其他數(shù)據(jù)處理框架目錄/Contents01Hadoop02Storm03Flink04BeamHadoop01HadoopHadoop是一個(gè)由Apache基金會(huì)所開(kāi)發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu),是一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)+計(jì)算框架的軟件框架。主要解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算的問(wèn)題，是大數(shù)據(jù)技術(shù)中的基石。Hadoop以一種可靠、高效、可伸縮的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用戶可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下，開(kāi)發(fā)分布式程序，用戶可以輕松地在Hadoop上開(kāi)發(fā)和運(yùn)行處理海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序。Hadoop的核心是HDFS和MapReduce、YARN。HadoopDHDFS是一個(gè)高度容錯(cuò)性的系統(tǒng)，能檢測(cè)和應(yīng)對(duì)硬件故障，適合部署在廉價(jià)的機(jī)器上HDFS采用master/slave架構(gòu)。一個(gè)HDFS集群是由一個(gè)Namenode和一定數(shù)目的Datanodes組成。EMapReduce是一個(gè)基于java的并行分布式計(jì)算框架，使用它來(lái)編寫(xiě)的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用可以運(yùn)行在大型的商用硬件集群上來(lái)處理大型數(shù)據(jù)集中的可并行化問(wèn)題，數(shù)據(jù)處理可以發(fā)生在存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)（非結(jié)構(gòu)化）或數(shù)據(jù)庫(kù)（結(jié)構(gòu)化）中的數(shù)據(jù)上。FApacheHadoopYARN是開(kāi)源Hadoop分布式處理框架中的資源管理和作業(yè)調(diào)度技術(shù)。作為ApacheHadoop的核心組件之一，YARN負(fù)責(zé)將系統(tǒng)資源分配給在Hadoop集群中運(yùn)行的各種應(yīng)用程序，并調(diào)度要在不同集群節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行的任務(wù)。(1)HDFS(2)

MapReduce(3)

YARNStorm02Storm簡(jiǎn)單的編程模型：類似于MapReduce降低了并行批處理復(fù)雜性，Storm降低了實(shí)時(shí)處理的復(fù)雜性，只需實(shí)現(xiàn)幾個(gè)接口即可（Spout實(shí)現(xiàn)ISpout接口，Bolt實(shí)現(xiàn)IBolt接口）。支持多種語(yǔ)言：你可以在Storm之上使用各種編程語(yǔ)言。默認(rèn)支持Clojure、Java、Ruby和Python。要增加對(duì)其他語(yǔ)言的支持，只需實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的Storm通信協(xié)議即可。容錯(cuò)性：nimbus、supervisor都是無(wú)狀態(tài)的,可以用kill-9來(lái)殺死Nimbus和Supervisor進(jìn)程,然后再重啟它們,任務(wù)照常進(jìn)行;當(dāng)worker失敗后,supervisor會(huì)嘗試在本機(jī)重啟它。分布式：計(jì)算是在多個(gè)線程、進(jìn)程和服務(wù)器之間并行進(jìn)行的。持久性、可靠性：消息被持久化到本地磁盤(pán)，并且支持?jǐn)?shù)據(jù)備份防止數(shù)據(jù)丟失。可靠的消息處理：Storm保證每個(gè)消息至少能得到一次完整處理。任務(wù)失敗時(shí)，它會(huì)負(fù)責(zé)從消息源重試消息（ack機(jī)制）?？焖?、實(shí)時(shí)：Storm保證每個(gè)消息能能得到快速的處理。StormStorm的核心組件Nimbus：即Storm的Master，負(fù)責(zé)資源分配和任務(wù)調(diào)度。一個(gè)Storm集群只有一個(gè)Nimbus。Supervisor：即Storm的Slave，負(fù)責(zé)接收Nimbus分配的任務(wù)，管理所有Worker，一個(gè)Supervisor節(jié)點(diǎn)中包含多個(gè)Worker進(jìn)程。Worker：工作進(jìn)程，每個(gè)工作進(jìn)程中都有多個(gè)Task。Task：任務(wù)，在Storm集群中每個(gè)Spout和Bolt都由若干個(gè)任務(wù)（tasks）來(lái)執(zhí)行。每個(gè)任務(wù)都與一個(gè)執(zhí)行線程相對(duì)應(yīng)。Topology：計(jì)算拓?fù)洌琒torm的拓?fù)涫菍?duì)實(shí)時(shí)計(jì)算應(yīng)用邏輯的封裝，它的作用與MapReduce的任務(wù)（Job）很相似，區(qū)別在于MapReduce的一個(gè)Job在得到結(jié)果之后總會(huì)結(jié)束，而拓?fù)鋾?huì)一直在集群中運(yùn)行，直到你手動(dòng)去終止它。Stream：數(shù)據(jù)流（Streams）是Storm中最核心的抽象概念。一個(gè)數(shù)據(jù)流指的是在分布式環(huán)境中并行創(chuàng)建、處理的一組元組（tuple）的無(wú)界序列。StormStorm的核心組件Spout：數(shù)據(jù)源（Spout）是拓?fù)渲袛?shù)據(jù)流的來(lái)源。一般Spout會(huì)從一個(gè)外部的數(shù)據(jù)源讀取元組然后將他們發(fā)送到拓?fù)渲?。Bolt：拓?fù)渲兴械臄?shù)據(jù)處理均是由Bolt完成的。通過(guò)數(shù)據(jù)過(guò)濾（filtering）、函數(shù)處理（functions）、聚合（aggregations）、聯(lián)結(jié)（joins）、數(shù)據(jù)庫(kù)交互等功能，Bolt幾乎能夠完成任何一種數(shù)據(jù)處理需求。Streamgrouping：為拓?fù)渲械拿總€(gè)Bolt的確定輸入數(shù)據(jù)流是定義一個(gè)拓?fù)涞闹匾h(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)流分組定義了在Bolt的不同任務(wù)（tasks）中劃分?jǐn)?shù)據(jù)流的方式。在Storm中有八種內(nèi)置的數(shù)據(jù)流分組方式。Reliability：可靠性。Storm可以通過(guò)拓?fù)鋪?lái)確保每個(gè)發(fā)送的元組都能得到正確處理。通過(guò)跟蹤由Spout發(fā)出的每個(gè)元組構(gòu)成的元組樹(shù)可以確定元組是否已經(jīng)完成處理。Flink03Flink1．處理無(wú)界和有界數(shù)據(jù)任何類型的數(shù)據(jù)都是作為事件流產(chǎn)生的。信用卡交易，傳感器測(cè)量，機(jī)器日志或網(wǎng)站或移動(dòng)應(yīng)用程序上的用戶交互，所有這些數(shù)據(jù)都作為流生成。2．隨處部署應(yīng)用程序ApacheFlink是一個(gè)分布式系統(tǒng)，需要計(jì)算資源才能執(zhí)行應(yīng)用程序。Flink與所有常見(jiàn)的集群資源管理器（如HadoopYARN，ApacheMesos和Kubernetes）集成，但也可以設(shè)置為作為獨(dú)立群集運(yùn)行。3．運(yùn)行任意規(guī)模應(yīng)用Flink旨在任意規(guī)模上運(yùn)行有狀態(tài)流式應(yīng)用。因此，應(yīng)用程序被并行化為可能數(shù)千個(gè)任務(wù)，這些任務(wù)分布在集群中并發(fā)執(zhí)行。所以應(yīng)用程序能夠充分利用無(wú)盡的CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)和網(wǎng)絡(luò)IO。4．利用內(nèi)存性能有狀態(tài)的Flink程序針對(duì)本地狀態(tài)訪問(wèn)進(jìn)行了優(yōu)化。任務(wù)的狀態(tài)始終保留在內(nèi)存中，如果狀態(tài)大小超過(guò)可用內(nèi)存，則會(huì)保存在能高效訪問(wèn)的磁盤(pán)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。5．Flink組件棧運(yùn)行時(shí)層以JobGraph形式接收程序。JobGraph即為一個(gè)一般化的并行數(shù)據(jù)流圖（dataflow），它擁有任意數(shù)量的Task來(lái)接收和產(chǎn)生datastream。Beam04Beam1．ApacheBeamSDKBeamSDK提供了一個(gè)統(tǒng)一的編程模型，該模型可以表示和轉(zhuǎn)換任何大小的數(shù)據(jù)集，無(wú)論輸入是來(lái)自批處理數(shù)據(jù)源的有限數(shù)據(jù)集，還是來(lái)自流數(shù)據(jù)源的無(wú)限數(shù)據(jù)集。BeamSDK使用相同的類來(lái)表示有界和無(wú)界數(shù)據(jù)，并且使用相同的轉(zhuǎn)換對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。您可以使用選擇的BeamSDK來(lái)構(gòu)建定義數(shù)據(jù)處理管道的程序。Beam當(dāng)前支持以下特定于語(yǔ)言的SDK：①Java②Python③Go2．ApacheBeamPipelineRunnersBeamPipeline運(yùn)行器將您使用Beam程序定義的數(shù)據(jù)處理管道轉(zhuǎn)換為與您選擇的分布式處理后端兼容的API。運(yùn)行Beam程序時(shí)，需要為要在其中執(zhí)行管道的后端指定適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行程序。Beam當(dāng)前支持與以下分布