Hadoop YARN同時支持內存和CPU兩種資源的調度，本文介紹如何配置YARN對內存和CPU的使用。
YARN作爲一個資源調度器，應該考慮到集羣裏面每一臺機子的計算資源，然後根據application申請的資源進行分配Container。Container是YARN裏面資源分配的基本單位，具有一定的內存以及CPU資源。
在YARN集羣中，平衡內存、CPU、磁盤的資源的很重要的，根據經驗，每兩個container使用一塊磁盤以及一個CPU核的時候可以使集羣的資源得到一個比較好的利用。
內存配置
關於 內存 相關的配置可以參考hortonwork公司的文檔 Determine HDP Memory Configuration Settings 來配置你的集羣。
YARN以及MAPREDUCE所有可用的內存資源應該要除去系統運行需要的以及其他的hadoop的一些程序，總共保留的內存=系統內存+HBASE內存。
可以參考下面的表格確定應該保留的內存：
| 每臺機子內存 | 系統需要的內存 | HBase需要的內存 |
|---|---|---|
| 4GB | 1GB | 1GB |
| 8GB | 2GB | 1GB |
| 16GB | 2GB | 2GB |
| 24GB | 4GB | 4GB |
| 48GB | 6GB | 8GB |
| 64GB | 8GB | 8GB |
| 72GB | 8GB | 8GB |
| 96GB | 12GB | 16GB |
| 128GB | 24GB | 24GB |
| 255GB | 32GB | 32GB |
| 512GB | 64GB | 64GB |
計算每臺機子最多可以擁有多少個container，可以使用下面的公式:
containers = min (2*CORES, 1.8*DISKS, (Total available RAM) / MIN_CONTAINER_SIZE)
說明：
CORES爲機器CPU核數DISKS爲機器上掛載的磁盤個數Total available RAM爲機器總內存MIN_CONTAINER_SIZE是指container最小的容量大小，這需要根據具體情況去設置，可以參考下面的表格：
| 每臺機子可用的RAM | container最小值 |
|---|---|
| 小於4GB | 256MB |
| 4GB到8GB之間 | 512MB |
| 8GB到24GB之間 | 1024MB |
| 大於24GB | 2048MB |
每個container的平均使用內存大小計算方式爲：
RAM-per-container = max(MIN_CONTAINER_SIZE, (Total Available RAM) / containers))
通過上面的計算，YARN以及MAPREDUCE可以這樣配置：
| 配置文件 | 配置設置 | 默認值 | 計算值 |
|---|---|---|---|
| yarn-site.xml | yarn.nodemanager.resource.memory-mb | 8192 MB | = containers * RAM-per-container |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.minimum-allocation-mb | 1024MB | = RAM-per-container |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.maximum-allocation-mb | 8192 MB | = containers * RAM-per-container |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.resource.mb | 1536 MB | = 2 * RAM-per-container |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.command-opts | -Xmx1024m | = 0.8 * 2 * RAM-per-container |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.memory.mb | 1024 MB | = RAM-per-container |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.memory.mb | 1024 MB | = 2 * RAM-per-container |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.java.opts | = 0.8 * RAM-per-container | |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.java.opts | = 0.8 * 2 * RAM-per-container |
舉個例子：對於128G內存、32核CPU的機器，掛載了7個磁盤，根據上面的說明，系統保留內存爲24G，不適應HBase情況下，系統剩餘可用內存爲104G，計算containers值如下：
containers = min (2*32, 1.8* 7 , (128-24)/2) = min (64, 12.6 , 51) = 13
計算RAM-per-container值如下：
RAM-per-container = max (2, (124-24)/13) = max (2, 8) = 8
這樣集羣中下面的參數配置值如下：
| 配置文件 | 配置設置 | 計算值 |
|---|---|---|
| yarn-site.xml | yarn.nodemanager.resource.memory-mb | = 13 * 8 =104 G |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.minimum-allocation-mb | = 8G |
| yarn-site.xml | yarn.scheduler.maximum-allocation-mb | = 13 * 8 = 104G |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.resource.mb | = 2 * 8=16G |
| yarn-site.xml (check) | yarn.app.mapreduce.am.command-opts | = 0.8 * 2 * 8=12.8G |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.memory.mb | = 8G |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.memory.mb | = 2 * 8=16G |
| mapred-site.xml | mapreduce.map.java.opts | = 0.8 * 8=6.4G |
| mapred-site.xml | mapreduce.reduce.java.opts | = 0.8 * 2 * 8=12.8G |
你也可以使用腳本 yarn-utils.py 來計算上面的值：
python yarn-utils.py -c 32 -m 128 -d 7 -k False
返回結果如下：
Using cores=32 memory=128GB disks=7 hbase=False
Profile: cores=32 memory=106496MB reserved=24GB usableMem=104GB disks=7
Num Container=13
Container Ram=8192MB
Used Ram=104GB
Unused Ram=24GB
yarn.scheduler.minimum-allocation-mb=8192
yarn.scheduler.maximum-allocation-mb=106496
yarn.nodemanager.resource.memory-mb=106496
mapreduce.map.memory.mb=8192
mapreduce.map.java.opts=-Xmx6553m
mapreduce.reduce.memory.mb=8192
mapreduce.reduce.java.opts=-Xmx6553m
yarn.app.mapreduce.am.resource.mb=8192
yarn.app.mapreduce.am.command-opts=-Xmx6553m
mapreduce.task.io.sort.mb=3276
對應的xml配置爲：
<property>
<name>yarn.nodemanager.resource.memory-mb</name>
<value>106496</value>
</property>
<property>
<name>yarn.scheduler.minimum-allocation-mb</name>
<value>8192</value>
</property>
<property>
<name>yarn.scheduler.maximum-allocation-mb</name>
<value>106496</value>
</property>
<property>
<name>yarn.app.mapreduce.am.resource.mb</name>
<value>8192</value>
</property>
<property>
<name>yarn.app.mapreduce.am.command-opts</name>
<value>-Xmx6553m</value>
</property>
另外，還有一下幾個參數：
yarn.nodemanager.vmem-pmem-ratio：任務每使用1MB物理內存，最多可使用虛擬內存量，默認是2.1。yarn.nodemanager.pmem-check-enabled：是否啓動一個線程檢查每個任務正使用的物理內存量，如果任務超出分配值，則直接將其殺掉，默認是true。yarn.nodemanager.vmem-pmem-ratio：是否啓動一個線程檢查每個任務正使用的虛擬內存量，如果任務超出分配值，則直接將其殺掉，默認是true。
第一個參數的意思是當一個map任務總共分配的物理內存爲8G的時候，該任務的container最多內分配的堆內存爲6.4G，可以分配的虛擬內存上限爲8*2.1=16.8G。另外，照這樣算下去，每個節點上YARN可以啓動的Map數爲104/8=13個，似乎偏少了，這主要是和我們掛載的磁盤數太少了有關，人爲的調整 RAM-per-container 的值爲4G或者更小的一個值是否更合理呢？當然，這個要監控集羣實際運行情況來決定了。
CPU配置
YARN中目前的CPU被劃分成虛擬CPU（CPU virtual Core），這裏的虛擬CPU是YARN自己引入的概念，初衷是，考慮到不同節點的CPU性能可能不同，每個CPU具有的計算能力也是不一樣的，比如某個物理CPU的計算能力可能是另外一個物理CPU的2倍，這時候，你可以通過爲第一個物理CPU多配置幾個虛擬CPU彌補這種差異。用戶提交作業時，可以指定每個任務需要的虛擬CPU個數。
在YARN中，CPU相關配置參數如下：
yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores：表示該節點上YARN可使用的虛擬CPU個數，默認是8，注意，目前推薦將該值設值爲與物理CPU核數數目相同。如果你的節點CPU核數不夠8個，則需要調減小這個值，而YARN不會智能的探測節點的物理CPU總數。yarn.scheduler.minimum-allocation-vcores：單個任務可申請的最小虛擬CPU個數，默認是1，如果一個任務申請的CPU個數少於該數，則該對應的值改爲這個數。yarn.scheduler.maximum-allocation-vcores：單個任務可申請的最多虛擬CPU個數，默認是32。
對於一個CPU核數較多的集羣來說，上面的默認配置顯然是不合適的，在我的測試集羣中，4個節點每個機器CPU核數爲32，可以配置爲：
<property>
<name>yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores</name>
<value>32</value>
</property>
<property>
<name>yarn.scheduler.maximum-allocation-vcores</name>
<value>128</value>
</property>
總結
根據上面的說明，我的測試集羣中集羣節點指標如下：
每個節點分配的物理內存、虛擬內存和CPU核數如下：
實際生產環境中，可能不會像上面那樣設置，比如不會把所有節點的CPU核數都分配給Spark，需要保留一個核留給系統使用；另外，內存上限也會做些設置。
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