Google MapReduce到底解決什麼問題?

搞架構的人,Google的架構論文是必看的,但好像大家都不願意去啃英文論文。故把自己的讀書筆記,加入自己的思考,分享給大家。

第二篇,Google MapReduce架構啓示(上)。

很多時候,定義清楚問題比解決問題更難。

什麼是MapReduce?

它不是一個產品,而是一種解決問題的思路,它有多個工程實現,Google在論文中也給出了它自己的工程架構實現。

MapReduce這個編程模型解決什麼問題?

能夠用分治法解決的問題,例如:

 ●  網頁抓取
 ●  日誌處理
 ●  索引倒排
 ●  查詢請求彙總
 ●  

畫外音:能夠發現,現實中有許多基於分治的應用需求。

爲什麼是Google,發明了這個模型?

Google網頁抓取,分析,倒排的多個應用場景,當時的技術體系,解決不了Google大數據量高併發量的需求,Google被迫進行技術創新,思考出了這個模型。

畫外音:誰痛誰想辦法。

爲什麼MapReduce對“能夠用分治法解決的問題”特別有效?

分治法,是將一個大規模的問題,分解成多個小規模的問題(分),多個小規模問題解決,再統籌小問題的解(合),就能夠解決大規模的問題。

畫外音:分治法詳見《分治法與減治法》。

Google MapReduce爲什麼能夠成功?

Google爲了方便用戶使用系統,提供給了用戶很少的接口,去解決複雜的問題。
(1) 
Map函數接口:處理一個基於key/value(後簡稱kv)的成對(pair)數據集合,同時也輸出基於kv的數據集合;
(2) 
Reduce函數接口:用來合併Map輸出的kv數據集合;

畫外音:MapReduce系統架構,能在大規模普通PC集羣上實現並行處理,和GFS等典型的互聯網架構類似。

用戶僅僅關注少量接口,不用關心並行、容錯、數據分佈、負載均衡等細節,又能夠解決很多實際的問題,還有這等好事!

能不能舉一個例子,說明下MapReduce的Map函數與Reduce函數是如何解決實際問題的?

舉例:假設要統計大量文檔中單詞出現的個數

Map

輸入KV:pair(文檔名稱,文檔內容)

輸出KV:pair(單詞,1)

畫外音:一個單詞出現一次,就輸出一個1。

Reduce

輸入KV:pair(單詞,1)

輸入KV:pair(單詞,總計數)

以下是一段僞代碼,
Map(list<pair($doc_name, $doc_content)>){

    foreach(pair in list)

        foreach($word in $doc_content)

            echo pair($word, 1); // 輸出list<k,v>

}

畫外音:如果有多個Map進程,輸入可以是一個pair,不是一個list。

Reduce(list<pair($word, $count)>){// 大量(單詞,1)

    map<string,int> result;

    foreach(pair in list)

        result[$word] += $count;

 

    foreach($keyin result)

        echo pair($key, result[$key]); // 輸出list<k,v>

}

畫外音:即使有多個Reduce進程,輸入也是list<pair>,因爲它的輸入是Map的輸出。

最早在單機的體系下計算,輸入數據量巨大的時候,處理很慢。如何能夠在短時間內完成處理,很容易想到的思路是,將這些計算分佈在成百上千的主機上,但此時,會遇到各種複雜的問題,例如:

 ●  並行計算
 ●  數據分發
 ●  錯誤處理
 ●  集羣通訊
 ●  

這些綜合到一起,就成爲了一個困難的問題,這也是Google MapReduce工程架構要解決的問題,也就是下一章將要分享的問題,敬請期待。

思路比結論更重要


原文發佈時間爲:2018-11-29

本文作者: 58沈劍

本文來自雲棲社區合作伙伴“架構師之路”,瞭解相關信息可以關注“架構師之路”。

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