版本号

1.0

版本日期

2017-05-22

所有者

作者

2017-05-22

新增

分析：

hadoop 的集群是基于 master/slave 模式，namenode 和 jobtracker 属于 master，datanode 和 tasktracker属于 slave，master 只有一个，而 slave 有多个。SecondaryNameNode 内存需求和 NameNode 在一个数量级上，所以通常 secondary NameNode（运行在单独的物理机器上）和 NameNode 运行在不同的机器上。

JobTracker 和 TaskTracker

JobTracker 对应于 NameNode

TaskTracker 对应于 DataNode

DataNode 和 NameNode 是针对数据存放来而言的

JobTracker 和 TaskTracker 是对于 MapReduce 执行而言的

mapreduce 中几个主要概念，mapreduce 整体上可以分为这么几条执行线索：

jobclient，JobTracker 与 TaskTracker。

1、JobClient 会在用户端通过 JobClient 类将应用已经配置参数打包成 jar 文件存储到 hdfs，并把路径提交到 Jobtracker,然后由 JobTracker 创建每一个 Task（即 MapTask 和 ReduceTask）并将它们分发到各个 TaskTracker 服务中去执行

2、JobTracker 是一个 master 服务，软件启动之后 JobTracker 接收 Job，负责调度 Job 的每一个子任务 task运行于 TaskTracker 上，并监控它们，如果发现有失败的 task 就重新运行它。一般情况应该把 JobTracker 部署在单独的机器上。

3、TaskTracker 是运行在多个节点上的 slaver 服务。TaskTracker 主动与 JobTracker 通信，接收作业，并负责直接执行每一个任务。TaskTracker 都需要运行在 HDFS 的 DataNode 上

分析：

Client 向 NameNode 发起文件写入的请求。

NameNode 根据文件大小和文件块配置情况，返回给 Client 它所管理部分 DataNode 的信息。

Client 将文件划分为多个 Block，根据 DataNode 的地址信息，按顺序写入到每一个 DataNode 块中。

解析：

由于大数据面临海量数据，读写数据都需要 io，然后还要冗余数据，hadoop 一般备 3 份数据，所以 IO就会打折扣。

分析：

A：puppetpuppet 是一种 Linux、Unix、windows 平台的集中配置管理系统

B：pdsh 可以实现在在多台机器上执行相同的命令

详细参考：集群管理小工具介绍-pdsh

C：可以参考 Cloudera Manager 四大功能【翻译】

首先这里给管理下一个定义：部署、配置、调试、监控，属于管理

解析：

ganglia 作为一款最常用的 Linux 环境中的监控软件，它擅长的的是从节点中按照用户的需求以较低的代价

采集数据。但是 ganglia 在预警以及发生事件后通知用户上并不擅长。最新的 ganglia 已经有了部分这方面

的功能。但是更擅长做警告的还有 Nagios。Nagios，就是一款精于预警、通知的软件。通过将 Ganglia 和

Nagios 组合起来，把 Ganglia 采集的数据作为 Nagios 的数据源，然后利用 Nagios 来发送预警通知，可以

完美的实现一整套监控管理的系统。

分析：

Nagios 是集群监控工具，而且是云计算三大利器之一

分析：

SecondaryNameNode 是帮助恢复，而不是替代

分析：

第一套付费产品是 Cloudera Enterpris，Cloudera Enterprise 在美国加州举行的 Hadoop 大会 (HadoopSummit) 上公开，以若干私有管理、监控、运作工具加强 Hadoop 的功能。收费采取合约订购方式，价格随用的 Hadoop 叢集大小变动。

分析：

NameNode 不需要从磁盘读取 metadata，所有数据都在内存中，硬盘上的只是序列化的结果，只有每次namenode 启动的时候才会读取。

1）文件写入

Client 向 NameNode 发起文件写入的请求。

NameNode 根据文件大小和文件块配置情况，返回给 Client 它所管理部分 DataNode 的信息。

Client 将文件划分为多个 Block，根据 DataNode 的地址信息，按顺序写入到每一个 DataNode 块中。

2）文件读取

Client 向 NameNode 发起文件读取的请求。

NameNode 返回文件存储的 DataNode 的信息。

Client 读取文件信息。

分析：

DataNode 是文件存储的基本单元，它将 Block 存储在本地文件系统中，保存了 Block 的 Meta-data，同时周期性地将所有存在的 Block 信息发送给 NameNode。

分析：

通过心跳机制。

（1）.长连接

Client 方与 Server 方先建立通讯连接，连接建立后不断开，然后再进行报文发送和接收。这种方式下由于通讯连接一直存在，此种方式常用于点对点通讯。

（2）.短连接

Client 方与 Server 每进行一次报文收发交易时才进行通讯连接，交易完毕后立即断开连接。此种方式常用于一点对多点通讯，比如多个 Client 连接一个 Server.

分析：

一旦 Slave 节点宕机，数据恢复是一个难题

分析：

hadoop dfsadmin -report

用这个命令可以快速定位出哪些节点 down 掉了，HDFS 的容量以及使用了多少，以及每个节点的硬盘使用情况。

当然 NameNode 有个 http 页面也可以查询，但是这个命令的输出更适合我们的脚本监控 dfs 的使用状况

分析：

首先明白什么是 RAID：磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。

这句话错误的地方在于太绝对，具体情况具体分析。题目不是重点，知识才是最重要的。

因为 hadoop 本身就具有冗余能力，所以如果不是很严格不需要都配备 RAID。

分析：

hadoop 为各个守护进程（namenode,secondarynamenode,jobtracker,datanode,tasktracker）统一分配的内存在 hadoop-env.sh 中设置，参数为 HADOOP_HEAPSIZE，默认为 1000M。

分析：

这个报错是说明 DataNode 所装的 Hadoop 版本和其它节点不一致，应该检查 DataNode 的 Hadoop 版本

解析：

Hadoop 的基础配置文件是 hadoop-default.xml，默认建立一个 Job 的时候会建立 Job 的 Config，Config

首先读入hadoop-default.xml的配置，然后再读入hadoop-site.xml的配置（这个文件初始的时候配置为空），

hadoop-site.xml 中主要配置需要覆盖的 hadoop-default.xml 的系统级配置。具体配置可以参考下：

<property>

  <name>dfs.block.size</name>//block 的大小，单位字节，后面会提到用处，必须是 512 的倍数，因

为采用 crc 作文件完整性校验，默认配置 512 是 checksum 的最小单元。

  <value>5120000</value>

  <description>The default block size for new files.</description>

</property>

分析：

lucene 是支持随机读写的，而 hdfs 只支持随机读。但是 HBase 可以来补救。

HBase 提供随机读写，来解决 Hadoop 不能处理的问题。HBase 自底层设计开始即聚焦于各种可伸缩性问题：表可以很―高‖，有数十亿个数据行；也可以很―宽‖，有数百万个列；水平分区并在上千个普通商用机节点上自动复制。表的模式是物理存储的直接反映，使系统有可能提高高效的数据结构的序列化、存储和检索。

分析：

副本针对DataName而讲的

分析：

支持c++等语言，需要通过接口。

分析：

一个task对应一个线程

分析：首先我们知道什么是 map 槽,map 槽->map slot，map slot 只是一个逻辑值 ( org.apache.hadoop.mapred.TaskTracker.TaskLauncher.numFreeSlots )，而不是对应着一个线程或者进程

分析：

   应该是一个block数组

1、运行mapred程序；
2、本次运行将生成一个Job，于是JobClient向JobTracker申请一个JobID以标识这个Job；
3、JobClient将Job所需要的资源提交到HDFS中一个以JobID命名的目录中。这些资源包括JAR包、配置文件、InputSplit、等；
4、JobClient向JobTracker提交这个Job；
5、JobTracker初始化这个Job；
6、JobTracker从HDFS获取这个Job的Split等信息；
7、JobTracker向TaskTracker分配任务；
8、TaskTracker从HDFS获取这个Job的相关资源；
9、TaskTracker开启一个新的JVM；
10、TaskTracker用新的JVM来执行Map或Reduce；

InputSplit也是一个interface，具体返回什么样的implement，这是由具体的InputFormat来决定的。InputSplit也只有两个接口函数：
long getLength() throws IOException;
String[] getLocations() throws IOException;
这个interface仅仅描述了Split有多长，以及存放这个Split的Location信息（也就是这个Split在HDFS上存放的机器。它可能有多个replication，存在于多台机器上）。除此之外，就再没有任何直接描述Split的信息了。比如：Split对应于哪个文件？在文件中的起始和结束位置是什么？等等重要的特征都没有描述到。
为什么会这样呢？因为关于Split的那些描述信息，对于MapReduce框架来说是不需要关心的。框架只关心Split的长度（主要用于一些统计信息）和Split的Location（主要用于Split的调度，后面会细说）。
而Split中真正重要的描述信息还是只有InputFormat会关心。在需要读取一个Split的时候，其对应的InputSplit会被传递到InputFormat的第二个接口函数getRecordReader，然后被用于初始化一个RecordReader，以解析输入数据。也就是说，描述Split的重要信息都被隐藏了，只有具体的InputFormat自己知道。它只需要保证getSplits返回的InputSplit和getRecordReader所关心的InputSplit是同样的implement就行了。这就给InputFormat的实现提供了巨大的灵活性。

解答：

hdfs有namenode、secondraynamenode、datanode组成。

为n+1模式

namenode负责管理datanode和记录元数据

secondraynamenode负责合并日志

datanode负责存储数据

流程：

1.创建hadoop用户

2.修改IP

3.安装JDK，并配置环境变量

4.修改host文件映射

5.安装SSH，配置无秘钥通信

6.上传解压hadoop安装包

7.配置conf文件夹下的hadoop-env.sh、core-site.xlmapre-site.xml、hdfs-site.xml

8.配置hadoop的环境变量

9.Hadoop namenode -format

10.start-all

解答：

1、权限问题，可能曾经用root启动过集群。(例如hadoop搭建的集群,是tmp/hadoop-hadoop/.....)

2、可能是文件夹不存在

3、解决: 删掉tmp下的那个文件,或改成当前用户

解答：

1.namenode:管理集群，并记录datanode文件信息。

2.Secondname:可以做冷备，对一定范围内的数据做快照性备份。

3.Datanode：存储数据。

4.Jobtracker：管理任务，并将任务分配给tasktracker。

5.Tasktracker:任务执行者

解答：

Hadoop的核心配置通过两个xml文件来完成：

1.hadoop-default.xml；

2.hadoop-site.xml。

这些文件都使用xml格式，因此每个xml中都有一些属性，包括名称和值，但是当下这些文件都已不复存在。

解答：

Hadoop现在拥有3个配置文件：

1，core-site.xml；

2，hdfs-site.xml；

3，mapred-site.xml。

这些文件都保存在conf/子目录下。

解答：

这个命令可以检查Namenode、Datanode、Task Tracker、 Job Tracker是否正常工作。

解答：

解答：

error org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.NameNode

org.apache.hadoop.hdfs.server.common.inconsistentFSStateExceptio

n Directory /tmp/hadoop-root/dfs/name is in an inconsistent

state storage direction does not exist or is not accessible?

解答：

hadoop job -list 记录job-id、hadoop job -kill job-id

hadoop fs -rmr /tmp/aaa

添加新节点：

hadoop -daemon.sh start datanode

hadoop -daemon.sh start tasktracker

移除一个节点：

hadoop mradmin -refreshnodes

hadoop dfsadmin -refreshnodes

解答：

1.FIFO schedular:默认，先进先出的原则

2.Capacity schedular:计算能力调度器，选择占用最小，优先级高的先执行，以此类推。

3.Fair schedular:公平调度，所有的job具有相同的资源。

解答：

解答：

解答：

（1）  从应用程序角度进行优化。由于mapreduce是迭代逐行解析数据文件的，怎样在迭代的情况下，编写高效率的应用程序，是一种优化思路。

（2）  对Hadoop参数进行调优。当前hadoop系统有190多个配置参数，怎样调整这些参数，使hadoop作业运行尽可能的快，也是一种优化思路。

（3） 从系统实现角度进行优化。这种优化难度是最大的，它是从hadoop实现机制角度，发现当前Hadoop设计和实现上的缺点，然后进行源码级地修改。该方法虽难度大，但往往效果明显。

1. 使用自定义Writable

自带的Text很好用，但是字符串转换开销较大，故根据实际需要自定义Writable，注意作为Key时要实现WritableCompareable接口

避免output.collect(new Text( ),new Text())

提倡key.set( ) value.set( ) output.collect(key,value)

前者会产生大量的Text对象，使用完后Java垃圾回收器会花费大量的时间去收集这些对象

2. 使用StringBuilder

不要使用Formatter StringBuffer（ 线程安全）

StringBuffer尽量少使用多个append方法，适当使用+

3. 使用DistributedCache加载文件

比如配置文件，词典，共享文件，避免使用static变量

4. 充分使用Combiner Parttitioner Comparator。

Combiner : 对map任务进行本地聚合

Parttitioner ： 合适的Parttitioner避免reduce端负载不均

Comparator ： 二次排序

比如求每天的最大气温，map结果为日期：气温，若气温是降序的，直接取列表首元素即可

5. 使用自定义InputFormat和OutputFormat

6. MR应避免

静态变量：不能用于计数，应使用Counter

大对象：Map List

递归：避免递归深度过大

超长正则表达式：消耗性能，要在map或reduce函数外编译正则表达式

不要创建本地文件：变向的把HDFS里面的数据转移到TaskTracker，占用网络带宽

不要大量创建目录和文件

不要大量使用System.out.println，而使用Logger

不要自定义过多的Counter，最好不要超过100个

不要配置过大内存，mapred.child.java.opts -Xmx2000m是用来设置mapreduce任务使用的最大heap量

7.关于map的数目

map数目过大[创建和初始化map的开销]，一般是由大量小文件造成的，或者dfs.block.size设置的太小，对于小文件可以archive文件或者Hadoop fs -merge合并成一个大文件.

map数目过少，造成单个map任务执行时间过长，频繁推测执行，且容易内存溢出，并行性优势不能体现出来。dfs.block.size一般为256M-512M

压缩的Text 文件是不能被分割的，所以尽量使用SequenceFile，可以切分

8.关于reduce的数目

reduce数目过大，产生大量的小文件，消耗大量不必要的资源，reduce数目过低呢，造成数据倾斜问题，且通常不能通过修改参数改变。

可选方案：mapred.reduce.tasks设为-1变成AutoReduce。

Key的分布，也在某种程度上决定了Reduce数目，所以要根据Key的特点设计相对应的Parttitioner 避免数据倾斜

9.Map-side相关参数优化

io.sort.mb（100MB）：通常k个map tasks会对应一个buffer，buffer主要用来缓存map部分计算结果，并做一些预排序提高map性能，若map输出结果较大，可以调高这个参数，减少map任务进行spill任务个数，降低 I/O的操作次数。若map任务的瓶颈在I/O的话，那么将会大大提高map性能。如何判断map任务的瓶颈？

io.sort.spill.percent(0.8)：spill操作就是当内存buffer超过一定阈值（这里通常是百分比）的时候，会将buffer中得数据写到Disk中。而不是等buffer满后在spill，否则会造成map的计算任务等待buffer的释放。一般来说，调整 io.sort.mb而不是这个参数。

io.sort.factor（10）：map任务会产生很多的spill文件，而map任务在正常退出之前会将这些spill文件合并成一个文件，即merger过程，缺省是一次合并10个参数，调大io.sort.factor，减少merge的次数，减少Disk I/O操作，提高map性能。

min.num.spill.for.combine：通常为了减少map和reduce数据传输量，我们会制定一个combiner，将map结果进行本地聚集。这里combiner可能在merger之前，也可能在其之后。那么什么时候在其之前呢？当spill个数至少为min.num.spill.for.combine指定的数目时同时程序指定了Combiner，Combiner会在其之前运行，减少写入到Disk的数据量，减少I/O次数。

10.压缩（时间换空间）

MR中的数据无论是中间数据还是输入输出结果都是巨大的，若不使用压缩不仅浪费磁盘空间且会消耗大量网络带宽。同样在spill，merge（reduce也对有一个merge）亦可以使用压缩。若想在cpu时间和压缩比之间寻找一个平衡，LzoCodec比较适合。通常MR任务的瓶颈不在CPU而在于I/O，所以大部分的MR任务都适合使用压缩。

11. reduce-side相关参数优化

reduce：copy->sort->reduce，也称shuffle

mapred.reduce.parellel.copies（5）：任一个map任务可能包含一个或者多个reduce所需要数据，故一个map任务完成后，相应的reduce就会立即启动线程下载自己所需要的数据。调大这个参数比较适合map任务比较多且完成时间比较短的Job。

mapred.reduce.copy.backoff：reduce端从map端下载数据也有可能由于网络故障，map端机器故障而失败。那么reduce下载线程肯定不会无限等待，当等待时间超过mapred.reduce.copy.backoff时，便放弃，尝试从其他地方下载。需注意：在网络情况比较差的环境，我们需要调大这个参数，避免reduce下载线程被误判为失败。

io.sort.factor：recude将map结果下载到本地时，亦需要merge，如果reduce的瓶颈在于I/O，可尝试调高增加merge的并发吞吐，提高reduce性能、

mapred.job.shuffle.input.buffer.percent（0.7）：reduce从map下载的数据不会立刻就写到Disk中，而是先缓存在内存中，mapred.job.shuffle.input.buffer.percent指定内存的多少比例用于缓存数据，内存大小可通过mapred.child.java.opts来设置。和map类似，buffer不是等到写满才往磁盘中写，也是到达阈值就写，阈值由mapred.job,shuffle.merge.percent来指定。若Reduce下载速度很快，容易内存溢出，适当增大这个参数对增加reduce性能有些帮助。

mapred.job.reduce.input.buffer.percent (0)：当Reduce下载map数据完成之后，就会开始真正的reduce的计算，reduce的计算必然也是要消耗内存的，那么在读物reduce所需要的数据时，同样需要内存作为buffer，这个参数是决定多少的内存百分比作为buffer。默认为0，也就是说reduce全部从磁盘读数据。若redcue计算任务消耗内存很小，那么可以设置这个参数大于0，使一部分内存用来缓存数据。

解答：

（1） 避免不必要的reduce任务

如果mapreduce程序中reduce是不必要的，那么我们可以在map中处理数据, Reducer设置为0。这样避免了多余的reduce任务。

（2） 为job添加一个Combiner

为job添加一个combiner可以大大减少shuffle阶段从map task拷贝给远程reduce task的数据量。一般而言，combiner与reducer相同。

（3） 根据处理数据特征使用最适合和简洁的Writable类型

Text对象使用起来很方便，但它在由数值转换到文本或是由UTF8字符串转换到文本时都是低效的，且会消耗大量的CPU时间。当处理那些非文本的数据时，可以使用二进制的Writable类型，如IntWritable， FloatWritable等。二进制writable好处：避免文件转换的消耗；使map task中间结果占用更少的空间。

（4） 重用Writable类型

很多MapReduce用户常犯的一个错误是，在一个map/reduce方法中为每个输出都创建Writable对象。例如，你的Wordcout mapper方法可能这样写：

public void map(...) {

  …

  for (String word : words) {

    output.collect(new Text(word), new IntWritable(1));

  }

}

这样会导致程序分配出成千上万个短周期的对象。Java垃圾收集器就要为此做很多的工作。更有效的写法是：

class MyMapper … {

  Text wordText = new Text();

  IntWritable one = new IntWritable(1);

  public void map(...) {

    for (String word: words) {

      wordText.set(word);

      output.collect(wordText, one);

    }

  }

}

（5） 使用StringBuffer而不是String

当需要对字符串进行操作时，使用StringBuffer而不是String，String是read-only的，如果对它进行修改，会产生临时对象，而StringBuffer是可修改的，不会产生临时对象。

解答：

当分备份数为1时。

解答：

出现在map阶段的map方法后。

解答：

这个datanode的数据会在其他的datanode上重新做备份。

解答：

解答：

解答：

先分析宕机后的损失，宕机后直接导致client无法访问，内存中的元数据丢失，但是硬盘中的元数据应该还存在，如果只是节点挂了，重启即可，如果是机器挂了，重启机器后看节点是否能重启，不能重启就要找到原因修复了。但是最终的解决方案应该是在设计集群的初期就考虑到这个问题，做namenode的HA。

解答：

Datanode宕机了后，如果是短暂的宕机，可以实现写好脚本监控，将它启动起来。如果是长时间宕机了，那么datanode上的数据应该已经被备份到其他机器了，那这台datanode就是一台新的datanode了，删除他的所有数据文件和状态文件，重新启动。

解答：

在Reduce阶段，先对Key排序，再对Value排序

最常用的方法是将Value放到Key中，实现一个组合Key，然后自定义Key排序规则（为Key实现一个WritableComparable）。

解答：

第一种情况比较简单，只需将小表放到DistributedCache中即可；

第二种情况常用的方法有：map-side join（要求输入数据有序，通常用户Hbase中的数据表连接），reduce-side join，semi join（半连接）

解答：

一个MapReduce作业由Map阶段和Reduce阶段两部分组成，这两阶段会对数据排序，从这个意义上说，MapReduce框架本质就是一个Distributed Sort。在Map阶段，在Map阶段，Map Task会在本地磁盘输出一个按照key排序（采用的是快速排序）的文件（中间可能产生多个文件，但最终会合并成一个），在Reduce阶段，每个Reduce Task会对收到的数据排序，这样，数据便按照Key分成了若干组，之后以组为单位交给reduce（）处理。很多人的误解在Map阶段，如果不使用Combiner便不会排序，这是错误的，不管你用不用Combiner，Map Task均会对产生的数据排序（如果没有Reduce Task，则不会排序， 实际上Map阶段的排序就是为了减轻Reduce端排序负载）。由于这些排序是MapReduce自动完成的，用户无法控制，因此，在hadoop 1.x中无法避免，也不可以关闭，但hadoop2.x是可以关闭的。

解答：

combiner是reduce的实现，在map端运行计算任务，减少map端的输出数据。

作用就是优化。

但是combiner的使用场景是mapreduce的map输出结果和reduce输入输出一样。

partition的默认实现是hashpartition，是map端将数据按照reduce个数取余，进行分区，不同的reduce来copy自己的数据。

partition的作用是将数据分到不同的reduce进行计算，加快计算效果。

1、combiner最基本是实现本地key的聚合，对map输出的key排序，value进行迭代。如下所示：

　　map: (K1, V1) → list(K2, V2)

　　combine: (K2, list(V2)) → list(K2, V2)

　　reduce: (K2, list(V2)) → list(K3, V3)

　　2、combiner还具有类似本地的reduce功能.

　　例如hadoop自带的wordcount的例子和找出value的最大值的程序，combiner和reduce完全一致。如下所示：

　　map: (K1, V1) → list(K2, V2)

　　combine: (K2, list(V2)) → list(K3, V3)

　　reduce: (K3, list(V3)) → list(K4, V4)

　　3、如果不用combiner，那么，所有的结果都是reduce完成，效率会相对低下。使用combiner，先完成的map会在本地聚合，提升速度。

　　4、对于hadoop自带的wordcount的例子，value就是一个叠加的数字，所以map一结束就可以进行reduce的value叠加，而不必要等到所有的map结束再去进行reduce的value叠加。

　　combiner使用的合适，可以在满足业务的情况下提升job的速度，如果不合适，则将导致输出的结果不正确。

解答：

解答：

分别说明hdfs，yarn，mapreduce

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Map—combiner—partition—sort—copy—sort—grouping—reduce

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数据倾斜：map /reduce程序执行时，reduce节点大部分执行完毕，但是有一个或者几个reduce节点运行很慢，导致整个程序的处理时间很长，这是因为某一个key的条数比其他key多很多（有时是百倍或者千倍之多），这条key所在的reduce节点所处理的数据量比其他节点就大很多，从而导致某几个节点迟迟运行不完，此称之为数据倾斜。

用hadoop程序进行数据关联时，常碰到数据倾斜的情况，这里提供一种解决方法。

自己实现partition类，用key和value相加取hash值：

方式1：

源代码：

public int getPartition(K key, V value,

                          int numReduceTasks) {

    return (key.hashCode() & Integer.MAX_VALUE) % numReduceTasks;

  }

修改后

public int getPartition(K key, V value,

                          int numReduceTasks) {

    return ((（key).hashCode()+value.hashCode()） & Integer.MAX_VALUE) % numReduceTasks;

  }

方式2：

public class HashPartitioner<K, V> extends Partitioner<K, V> {

private int aa= 0;

  /** Use {@link Object#hashCode()} to partition. */

  public int getPartition(K key, V value,

                          int numReduceTasks) {

    return (key.hashCode()+(aa++) & Integer.MAX_VALUE) % numReduceTasks;

  }

解答：

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解答：

combiner是reduce的实现，在map端运行计算任务，减少map端的输出数据。

作用就是优化。

但是combiner的使用场景是mapreduce的map和reduce输入输出一样。

解答：

map的数量有数据块决定，reduce数量随便配置。

解答：

（1）它减少了存储文件所需的空间；

（2）加快了数据在网络上或者从磁盘上或到磁盘上的传输速度；

解答：

一个MapReduce作业的生命周期大体分为5个阶段 【1】 ：

1. 作业提交与初始化

2. 任务调度与监控

3. 任务运行环境准备

4. 任务执行

5. 作业完成

我们假设JobTracker已经启动，那么调度器是怎么启动的？JobTracker在启动时有以下代码：

JobTracker tracker = startTracker(new JobConf());

tracker.offerService();

其中offerService方法负责启动JobTracker提供的各个服务，有这样一行代码：

taskScheduler.start();

taskScheduler即为任务调度器。start方法是抽象类TaskScheduler提供的接口，用于启动调度器。每个调度器类都要继承TaskScheduler类。回忆一下，调度器启动时会将各个监听器对象注册到JobTracker，以FIFO调度器JobQueueTaskScheduler为例：

@Override

  public synchronized void start() throws IOException {

    super.start();

    taskTrackerManager.addJobInProgressListener(jobQueueJobInProgressListener);

    eagerTaskInitializationListener.setTaskTrackerManager(taskTrackerManager);

    eagerTaskInitializationListener.start();

    taskTrackerManager.addJobInProgressListener(

        eagerTaskInitializationListener);

  }

这里注册了两个监听器，其中eagerTaskInitializationListener负责作业初始化，而jobQueueJobInProgressListener则负责作业的执行和监控。当有作业提交到JobTracker时，JobTracker会执行所有订阅它消息的监听器的jobAdded方法。对于eagerTaskInitializationListener来说： 

@Override

  public void jobAdded(JobInProgress job) {

    synchronized (jobInitQueue) {

      jobInitQueue.add(job);

      resortInitQueue();

      jobInitQueue.notifyAll();

    }

  }

提交的作业的JobInProgress对象被添加到作业初始化队列jobInitQueue中，并唤醒初始化线程（若原来没有作业可以初始化）：

class JobInitManager implements Runnable {

    public void run() {

      JobInProgress job = null;

      while (true) {

        try {

          synchronized (jobInitQueue) {

            while (jobInitQueue.isEmpty()) {

              jobInitQueue.wait();

            }

            job = jobInitQueue.remove(0);

          }

          threadPool.execute(new InitJob(job));

        } catch (InterruptedException t) {

          LOG.info("JobInitManagerThread interrupted.");

          break;

        }

      }

      threadPool.shutdownNow();

    }

  }

这种工作方式是一种“生产者-消费者”模式：作业初始化线程是消费者，而监听器eagerTaskInitializationListener是生产者。这里可以有多个消费者线程，放到一个固定资源的线程池中，线程个数通过mapred.jobinit.threads参数配置，默认为4个。

下面我们重点来看调度器中的另一个监听器。 jobQueueJobInProgressListener对象在调度器中初始化时连续执行了两个构造器完成初始化：

public JobQueueJobInProgressListener() {

    this(new TreeMap<JobSchedulingInfo,

                     JobInProgress>(FIFO_JOB_QUEUE_COMPARATOR));

  }

  /**

   * For clients that want to provide their own job priorities.

   * @param jobQueue A collection whose iterator returns jobs in priority order.

   */

  protected JobQueueJobInProgressListener(Map<JobSchedulingInfo,

                                          JobInProgress> jobQueue) {

    this.jobQueue = Collections.synchronizedMap(jobQueue);

  }

其中，第一个构造器调用重载的第二个构造器。可以看到，调度器使用一个队列jobQueue来保存提交的作业。这个队列使用一个TreeMap对象实现，TreeMap的特点是底层使用红黑树实现，可以按照键来排序，并且由于是平衡树，效率较高。作为键的是一个JobSchedulingInfo对象，作为值就是提交的作业对应的JobInProgress对象。另外，由于TreeMap本身不是线程安全的，这里使用了集合类的同步方法构造了一个线程安全的Map。使用带有排序功能的数据结构的目的是使作业在队列中按照优先级的大小排列，这样每次调度器只需从队列头部获得作业即可。

作业的顺序由优先级决定，而优先级信息包含在JobSchedulingInfo对象中：

static class JobSchedulingInfo {

    private JobPriority priority;

    private long startTime;

    private JobID id;

...

}

该对象包含了作业的优先级、ID和开始时间等信息。在Hadoop中，作业的优先级有以下五种：VERY_HIGH、HIGH、NORMAL、LOW、VERY_LOW。这些字段是通过作业的JobStatus对象初始化的。由于该对象作为TreeMap的键，因此要实现自己的equals方法和hashCode方法：

@Override

    public boolean equals(Object obj) {

      if (obj == null || obj.getClass() != JobSchedulingInfo.class) {

        return false;

      } else if (obj == this) {

        return true;

      }

      else if (obj instanceof JobSchedulingInfo) {

        JobSchedulingInfo that = (JobSchedulingInfo)obj;

        return (this.id.equals(that.id) &&

                this.startTime == that.startTime &&

                this.priority == that.priority);

      }

      return false;

    }

我们看到，两个JobSchedulingInfo对象相等的条件是类型一致，并且作业ID、开始时间和优先级都相等。hashCode的计算比较简单：

@Override

    public int hashCode() {

      return (int)(id.hashCode() * priority.hashCode() + startTime);

    }

注意，监听器的第一个构造器有一个比较器参数，用于定义 JobSchedulingInfo的比较方式：

static final Comparator<JobSchedulingInfo> FIFO_JOB_QUEUE_COMPARATOR

    = new Comparator<JobSchedulingInfo>() {

    public int compare(JobSchedulingInfo o1, JobSchedulingInfo o2) {

      int res = o1.getPriority().compareTo(o2.getPriority());

      if (res == 0) {

        if (o1.getStartTime() < o2.getStartTime()) {

          res = -1;

        } else {

          res = (o1.getStartTime() == o2.getStartTime() ? 0 : 1);

       }

      }

      if (res == 0) {

        res = o1.getJobID().compareTo(o2.getJobID());

      }

      return res;

    }

  };

从上面看出，首先比较作业的优先级，若优先级相等则比较开始时间（FIFO），若再相等则比较作业ID。 我们在实现自己的调度器时可能要定义自己的作业队列，那么作业在队列中的顺序（即 JobSchedulingInfo的比较器 ）就要仔细定义，这是调度器能够正常运行基础。

Hadoop中的作业调度采用pull方式，即TaskTracker定时向JobTracker发送心跳信息索取一个新的任务，这些信息包括数据结点上作业和任务的运行情况，以及该TaskTracker上的资源使用情况。JobTracker会依据以上信息更新作业队列的状态，并调用调度器选择一个或多个任务以心跳响应的形式返回给TaskTracker。从上面描述可以看出，JobTracker和taskScheduler之间的互相利用关系：前者利用后者为TaskTracker分配任务；后者利用前者更新队列和作业信息。接下来，我们一步步详述该过程。

首先，当一个心跳到达JobTracker时（实际上这是一个来自TaskTracker的远程过程调用 heartbeat方法 ，协议接口是InterTrackerProtocol），会执行两种动作：更新状态和下达命令 【1】 。下达命令稍后关注。有关更新状态的一些代码片段如下：

if (!processHeartbeat(status, initialContact, now)) {

      if (prevHeartbeatResponse != null) {

        trackerToHeartbeatResponseMap.remove(trackerName);

      }

      return new HeartbeatResponse(newResponseId,

                   new TaskTrackerAction[] {new ReinitTrackerAction()});

    }

具体的心跳处理，由私有函数processHeartbeat完成。该函数中有以下两个方法调用：

updateTaskStatuses(trackerStatus);

    updateNodeHealthStatus(trackerStatus, timeStamp);

分别用来更新任务的状态和结点的健康状态。在第一个方法中有下面代码片段：

TaskInProgress tip = taskidToTIPMap.get(taskId);

      // Check if the tip is known to the jobtracker. In case of a restarted

      // jt, some tasks might join in later

      if (tip != null || hasRestarted()) {

        if (tip == null) {

          tip = job.getTaskInProgress(taskId.getTaskID());

          job.addRunningTaskToTIP(tip, taskId, status, false);

        }

        // Update the job and inform the listeners if necessary

        JobStatus prevStatus = (JobStatus)job.getStatus().clone();

        // Clone TaskStatus object here, because JobInProgress

        // or TaskInProgress can modify this object and

        // the changes should not get reflected in TaskTrackerStatus.

        // An old TaskTrackerStatus is used later in countMapTasks, etc.

        job.updateTaskStatus(tip, (TaskStatus)report.clone());

        JobStatus newStatus = (JobStatus)job.getStatus().clone();

        // Update the listeners if an incomplete job completes

        if (prevStatus.getRunState() != newStatus.getRunState()) {

          JobStatusChangeEvent event =

            new JobStatusChangeEvent(job, EventType.RUN_STATE_CHANGED,

                                     prevStatus, newStatus);

          updateJobInProgressListeners(event);

        }

      } else {

        LOG.info("Serious problem.  While updating status, cannot find taskid "

                 + report.getTaskID());

      }

这里的job对象通过从TaskTracker那里得到的task状态信息中抽取出来。注意，这里拷贝了原有作业状态的一个副本，然后修改这个副本的相关信息，调用的是updateJobStatus方法，更新任务的状态信息和JobInProgress的相关信息，如map和reduce任务的进度等，这里不展开了。这些信息的更新可以为调度器的工作提供依据。

作业状态的更新是通过updateJobInProgressListeners方法实现，该方法的参数是一个JobStatusChangeEvent对象，表示作业状态变化的事件。这种事件的类型可以是运行状态改变、开始时间改变、优先级改变等等。用户也可以根据需要自定义事件类型。事件对象维护了两个JobStatus对象，分别表示事件发生前后作业的状态。 
进入该方法后，我们又看到了熟悉的观察者模式：

// Update the listeners about the job

  // Assuming JobTracker is locked on entry.

  private void updateJobInProgressListeners(JobChangeEvent event) {

    for (JobInProgressListener listener : jobInProgressListeners) {

      listener.jobUpdated(event);

    }

  }

这次每个监听器要回调jobUpdated方法，表示作业有更新。对于jobQueueJobInProgressListener来说是这样做的：

@Override

  public synchronized void jobUpdated(JobChangeEvent event) {

    JobInProgress job = event.getJobInProgress();

    if (event instanceof JobStatusChangeEvent) {

      // Check if the ordering of the job has changed

      // For now priority and start-time can change the job ordering

      JobStatusChangeEvent statusEvent = (JobStatusChangeEvent)event;

      JobSchedulingInfo oldInfo = 

        new JobSchedulingInfo(statusEvent.getOldStatus());

      if (statusEvent.getEventType() == EventType.PRIORITY_CHANGED

          || statusEvent.getEventType() == EventType.START_TIME_CHANGED) {

        // Make a priority change

        reorderJobs(job, oldInfo);

      } else if (statusEvent.getEventType() == EventType.RUN_STATE_CHANGED) {

        // Check if the job is complete

        int runState = statusEvent.getNewStatus().getRunState();

        if (runState == JobStatus.SUCCEEDED

            || runState == JobStatus.FAILED

            || runState == JobStatus.KILLED) {

          jobCompleted(oldInfo);

        }

      }

    }

  }

首先，获取作业更新 前 的状态。然后根据事件的类型，进行相应的处理。比如，如果优先级变化了，则要重新排列队列中作业的顺序。这里直接取出原有作业，重新插入队列。插入后，作业会自动重新排序，体现了TreeMap的优越性。再比如，如果作业状态变为完成，那么就从队列中删除该作业。

private void reorderJobs(JobInProgress job, JobSchedulingInfo oldInfo) {

    synchronized (jobQueue) {

      jobQueue.remove(oldInfo);

      jobQueue.put(new JobSchedulingInfo(job), job);

    }

  }

下面就是调度器中最关键的一步了：任务选择。此时，作业队列中信息已经更新完毕，可以选择一些任务返回给TaskTracker执行了。heartbeat方法接下来会有这样的代码：

List<Task> tasks = getSetupAndCleanupTasks(taskTrackerStatus);

  if (tasks == null ) {

    tasks = taskScheduler.assignTasks(taskTrackers.get(trackerName));

  }

如果不需要setup和cleanup，就说明需要选择map或reduce任务。调用TaskScheduler的assignTasks方法完成任务选择。由于篇幅限制，我打算将这部分内容放到下一篇文章中，并关注heartbeat中JobTracker下达的命令过程以及JobInProgress和TaskInProgress对调度有影响的一些字段。

流程：

1.client链接namenode存数据

2.namenode记录一条数据位置信息（元数据），告诉client存哪。

3.client用hdfs的api将数据块（默认是64M）存储到datanode上。

4.datanode将数据水平备份。并且备份完将反馈client。

5.client通知namenode存储块完毕。

6.namenode将元数据同步到内存中。

7.另一块循环上面的过程。

流程：

1.client链接namenode，查看元数据，找到数据的存储位置。

2.client通过hdfs的api并发读取数据。

3.关闭连接。

解答：

    Word count例子接口

============================

一个MapReduce作业（job）通常会把输入的数据集切分为若干独立的数据块，由map任务（task）以完全并行的方式处理它们。框架会对map的输出先进行排序，然后把结果输入给reduce任务。通常作业的输入和输出都会被存储在文件系统中。整个框架负责任务的调度和监控，以及重新执行已经失败的任务。

　　通常，MapReduce框架和分布式文件系统是运行在一组相同的节点上的，也就是说，计算节点和存储节点通常在一起。这种配置允许框架在那些已经存好数据的节点上高效地调度任务，这可以使整个集群的网络带宽被非常高效地利用。

　　MapReduce框架由一个单独的master JobTracker和每个集群节点一个slave TaskTracker共同组成。master负责调度构成一个作业的所有任务，这些任务分布在不同的slave上，master监控它们的执行，重新执行已经失败的任务。而slave仅负责执行由master指派的任务

解答：

1)      用户向YARN 中提交应用程序， 其中包括ApplicationMaster 程序、启动ApplicationMaster 的命令、用户程序等。

2)      ResourceManager 为该应用程序分配第一个Container， 并与对应的NodeManager 通信，要求它在这个Container 中启动应用程序的ApplicationMaster。

3)      ApplicationMaster 首先向ResourceManager 注册， 这样用户可以直接通过ResourceManage 查看应用程序的运行状态，然后它将为各个任务申请资源，并监控它的运行状态，直到运行结束，即重复步骤4~7。

4)      ApplicationMaster 采用轮询的方式通过RPC 协议向ResourceManager 申请和领取资源。

5)      一旦ApplicationMaster 申请到资源后，便与对应的NodeManager 通信，要求它启动任务。

6)      NodeManager 为任务设置好运行环境（包括环境变量、JAR 包、二进制程序等）后，将任务启动命令写到一个脚本中，并通过运行该脚本启动任务。

7)      各个任务通过某个RPC 协议向ApplicationMaster 汇报自己的状态和进度，以让ApplicationMaster 随时掌握各个任务的运行状态，从而可以在任务失败时重新启动任务。在应用程序运行过程中，用户可随时通过RPC 向ApplicationMaster 查询应用程序的当前运行状态。

8)      应用程序运行完成后，ApplicationMaster 向ResourceManager 注销并关闭自己。

解答：

1、内存数据库derby，安装小，但是数据存在内存，不稳定

2、mysql数据库，数据存储模式可以自己设置，持久化好，查看方便。

解答：

内部表：加载数据到hive所在的hdfs目录，删除时，元数据和数据文件都删除

外部表：不加载数据到hive所在的hdfs目录，删除时，只删除表结构。

解答：

1、因为外部表不会加载数据到hive，减少数据传输、数据还能共享。

2、hive不会修改数据，所以无需担心数据的损坏

3、删除表时，只删除表结构、不删除数据。

解答：

在导入hive的时候，如果数据库中有blob或者text字段，会报错。有个参数limit

解答：

Hive提供了三个虚拟列：

INPUT__FILE__NAME

BLOCK__OFFSET__INSIDE__FILE

ROW__OFFSET__INSIDE__BLOCK

但ROW__OFFSET__INSIDE__BLOCK默认是不可用的，需要设置hive.exec.rowoffset为true才可以。可以用来排查有问题的输入数据。

INPUT__FILE__NAME, mapper任务的输出文件名。

BLOCK__OFFSET__INSIDE__FILE, 当前全局文件的偏移量。对于块压缩文件，就是当前块的文件偏移量，即当前块的第一个字节在文件中的偏移量。

hive> SELECT INPUT__FILE__NAME, BLOCK__OFFSET__INSIDE__FILE, line

> FROM hive_text WHERE line LIKE '%hive%' LIMIT 2;

har://file/user/hive/warehouse/hive_text/folder=docs/

data.har/user/hive/warehouse/hive_text/folder=docs/README.txt  2243

har://file/user/hive/warehouse/hive_text/folder=docs/

data.har/user/hive/warehouse/hive_text/folder=docs/README.txt  3646

解答：

分区表，动态分区

解答：

insert into：将某一张表中的数据写到另一张表中

override write：覆盖之前的内容。

解答：

alter table ptable drop partition (daytime='20140911',city='bj');

元数据，数据文件都删除，但目录daytime= 20140911还在

解答：

提示：Hive中的left semi join替换sql中的in操作

解答：

解答：

解答：

hbase存储时，数据按照Row key的字典序(byte order)排序存储。设计key时，要充分排序存储这个特性，将经常一起读取的行存储放到一起。(位置相关性)

一个列族在数据底层是一个文件，所以将经常一起查询的列放到一个列族中，列族尽量少，减少文件的寻址时间。

因为hbase是列式数据库，列非表schema的一部分，所以在设计初期只需要考虑rowkey 和 columnFamily即可，rowkey有位置相关性，所以如果数据是练习查询的，最好对同类数据加一个前缀，而每个columnFamily实际上在底层是一个文件，那么文件越小，查询越快，所以讲经常一起查询的列设计到一个列簇，但是列簇不宜过多。

 Rowkey长度原则

Rowkey是一个二进制码流，Rowkey的长度被很多开发者建议说设计在10~100个字节，不过建议是越短越好，不要超过16个字节。

原因如下：

（1）数据的持久化文件HFile中是按照KeyValue存储的，如果Rowkey过长比如100个字节，1000万列数据光Rowkey就要占用100*1000万=10亿个字节，将近1G数据，这会极大影响HFile的存储效率；

（2）MemStore将缓存部分数据到内存，如果Rowkey字段过长内存的有效利用率会降低，系统将无法缓存更多的数据，这会降低检索效率。因此Rowkey的字节长度越短越好。

（3）目前操作系统是都是64位系统，内存8字节对齐。控制在16个字节，8字节的整数倍利用操作系统的最佳特性。

Rowkey散列原则

如果Rowkey是按时间戳的方式递增，不要将时间放在二进制码的前面，建议将Rowkey的高位作为散列字段，由程序循环生成，低位放时间字段，这样将提高数据均衡分布在每个Regionserver实现负载均衡的几率。如果没有散列字段，首字段直接是时间信息将产生所有新数据都在一个 RegionServer上堆积的热点现象，这样在做数据检索的时候负载将会集中在个别RegionServer，降低查询效率。

Rowkey唯一原则

必须在设计上保证其唯一性。

解答：

1、在库表设计的时候，尽量考虑rowkey和columnfamily的特性

2、进行hbase集群的调优

解答：

hbase的filter是通过scan设置的，所以是基于scan的查询结果进行过滤。

1.在进行订单开发的时候，我们使用rowkeyfilter过滤出某个用户的所有订单

2.在进行云笔记开发时，我们使用rowkey过滤器进行redis数据的恢复。

解答：

解答：

（1） 通过单个Rowkey访问，即按照某个Rowkey键值进行get操作，这样获取唯一一条记录；

（2） 通过Rowkey的range进行scan，即通过设置startRowKey和endRowKey，在这个范围内进行扫描。这样可以按指定的条件获取一批记录；

（3） 全表扫描，即直接扫描整张表中所有行记录。

解答：

HBase的瓶颈就是硬盘传输速度。HBase的操作，它可以往数据里面insert,也可以update一些数据，但update的实际上也是insert，只是插入一个新的时间戳的一行。Delete数据，也是insert，只是insert一行带有delete标记的一行。Hbase的所有操作都是追加插入操作。Hbase是一种日志集数据库。它的存储方式，像是日志文件一样。它是批量大量的往硬盘中写，通常都是以文件形式的读写。这个读写速度，就取决于硬盘与机器之间的传输有多快。而Oracle的瓶颈是硬盘寻道时间。它经常的操作时随机读写。要update一个数据，先要在硬盘中找到这个block，然后把它读入内存，在内存中的缓存中修改，过段时间再回写回去。由于你寻找的block不同，这就存在一个随机的读。硬盘的寻道时间主要由转速来决定的。而寻道时间，技术基本没有改变，这就形成了寻道时间瓶颈。

解答：

在HMaster、RegionServer内部，创建了RpcServer实例，并与Client三者之间实现了Rpc调用，HBase0.95内部引入了Google-Protobuf作为中间数据组织方式，并在Protobuf提供的Rpc接口之上，实现了基于服务的Rpc实现，本文详细阐述了HBase-Rpc实现细节。

HBase的RPC Protocol

 在HMaster、RegionServer内部，实现了rpc 多个protocol来完成管理和应用逻辑，具体如下protocol如下：

HMaster支持的Rpc协议：
MasterMonitorProtocol，Client与Master之间的通信，Master是RpcServer端，主要实现HBase集群监控的目的。

MasterAdminProtocol，Client与Master之间的通信，Master是RpcServer端，主要实现HBase表格的管理。例如TableSchema的更改，Table-Region的迁移、合并、下线(Offline)、上线(Online)以及负载平衡，以及Table的删除、快照等相关功能。

RegionServerStatusProtoco，RegionServer与Master之间的通信，Master是RpcServer端，负责提供RegionServer向HMaster状态汇报的服务。

RegionServer支持的Rpc协议：

ClientProtocol，Client与RegionServer之间的通信，RegionServer是RpcServer端，主要实现用户的读写请求。例如get、multiGet、mutate、scan、bulkLoadHFile、执行Coprocessor等。

AdminProtocols，Client与RegionServer之间的通信，RegionServer是RpcServer端，主要实现Region、服务、文件的管理。例如storefile信息、Region的操作、WAL操作、Server的开关等。

(备注：以上提到的Client可以是用户Api、也可以是RegionServer或者HMaster)

 HBase-RPC实现机制分析

RpcServer配置三个队列：

1）普通队列callQueue，绝大部分Call请求存在该队列中：callQueue上maxQueueLength为${ipc.server.max.callqueue.length},默认是${hbase.master.handler.count}*DEFAULT_MAX_CALLQUEUE_LENGTH_PER_HANDLER，目前0.95.1中，每个Handler上CallQueue的最大个数默认值(DEFAULT_MAX_CALLQUEUE_LENGTH_PER_HANDLER)为10。

2）优先级队列: PriorityQueue。如果设置priorityHandlerCount的个数，会创建与callQueue相当容量的queue存储Call，该优先级队列对应的Handler的个数由rpcServer实例化时传入。

3）拷贝队列：replicationQueue。由于RpcServer由HMaster和RegionServer共用，该功能仅为RegionServer提供，queue的大小为${ipc.server.max.callqueue.size}指定，默认为1024*1024*1024，handler的个数为hbase.regionserver.replication.handler.count。

RpcServer由三个模块组成：

Listener ===Queue=== Responder

这里以HBaseAdmin.listTables为例，     分析一个Rpc请求的函数调用过程：

1) RpcClient创建一个BlockingRpcChannel。

2）以channel为参数创建执行RPC请求需要的stub，此时的stub已经被封装在具体Service下，stub下定义了可执行的rpc接口。

3）stub调用对应的接口，实际内部channel调用callBlockingMethod方法。

RpcClient内实现了protobuf提供的BlockingRpcChannel接口方法callBlockingMethod，  @OverridepublicMessage callBlockingMethod(MethodDescriptor md, RpcController controller,Message param, Message returnType)throwsServiceException {returnthis.rpcClient.callBlockingMethod(md, controller, param, returnType, this.ticket,this.isa, this.rpcTimeout);}

通过以上的实现细节，最终转换成rpcClient的调用，使用MethodDescriptor封装了不同rpc函数，使用Message基类可以接收基于Message的不同的Request和Response对象。

4）RpcClient创建Call对象，查找或者创建合适的Connection，并唤醒Connection。

5）Connection等待Call的Response，同时rpcClient调用函数中，会使用connection.writeRequest(Call call)将请求写入到RpcServer网络流中。

6）等待Call的Response，然后层层返回给更上层接口，从而完成此次RPC调用。

RPCServer收到的Rpc报文的内部组织如下：

整个Request存储是经过编码之后的byte数组，包括如下几个部分：

从功能上讲，RpcServer上包含了三个模块，

1）Listener。包含了多个Reader线程，通过Selector获取ServerSocketChannel接收来自RpcClient发送来的Connection，并从中重构Call实例，添加到CallQueue队列中。

 ”IPC Server listener on 60021″ daemon prio=10 tid=0x00007f7210a97800 nid=0x14c6 runnable [0x00007f720e8d0000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method)
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.poll(EPollArrayWrapper.java:210)
at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.doSelect(EPollSelectorImpl.java:65)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.lockAndDoSelect(SelectorImpl.java:69)
- locked <0x00000000c43cae68> (a sun.nio.ch.Util$2)
- locked <0x00000000c43cae50> (a java.util.Collections$UnmodifiableSet)
- locked <0x00000000c4322ca8> (a sun.nio.ch.EPollSelectorImpl)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(SelectorImpl.java:80)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(SelectorImpl.java:84)
at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcServer$Listener.run(RpcServer.java:646)

2）Handler。负责执行Call，调用Service的方法，然后返回Pair<Message,CellScanner>

“IPC Server handler 0 on 60021″ daemon prio=10 tid=0x00007f7210eab000 nid=0x14c7 waiting on condition [0x00007f720e7cf000]
java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for  <0x00000000c43cad90> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:156)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:1987)
at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:399)
at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcServer$Handler.run(RpcServer.java:1804)

3) Responder。负责把Call的结果返回给RpcClient。

 ”IPC Server Responder” daemon prio=10 tid=0x00007f7210a97000 nid=0x14c5 runnable [0x00007f720e9d1000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method)
at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.poll(EPollArrayWrapper.java:210)
at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.doSelect(EPollSelectorImpl.java:65)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.lockAndDoSelect(SelectorImpl.java:69)
- locked <0x00000000c4407078> (a sun.nio.ch.Util$2)
- locked <0x00000000c4407060> (a java.util.Collections$UnmodifiableSet)
- locked <0x00000000c4345b68> (a sun.nio.ch.EPollSelectorImpl)
at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(SelectorImpl.java:80)
at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcServer$Responder.doRunLoop(RpcServer.java:833)
at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcServer$Responder.run(RpcServer.java:816)

RpcClient为Rpc请求建立Connection，通过Connection将Call发送RpcServer，然后RpcClient等待结果的返回。

解答：

解答：

拆分复杂的业务到多个bolt中，这样可以利用bolt的tree将速度提升

提高并行度

解答：

开发流程：

写主类（设计spout和bolt的分发机制）

写spout收集数据

写bolt处理数据，根据数据量和业务的复杂程度，设计并行度。

容错机制：

采用ack和fail进行容错，失败的数据重新发送。

解答：

解答：

1、Flume的channel分为很多种，可以将数据写入到文件

2、防止非首个agent宕机的方法数可以做集群或者主备

解答：

Flume的配置围绕着source、channel、sink叙述，flume的集群是做在agent上的，而非机器上。

解答：

优点：Nginx的日志格式是固定的，但是缺少sessionid，通过logger4j采集的日志是带有sessionid的，而session可以通过redis共享，保证了集群日志中的同一session落到不同的tomcat时，sessionId还是一样的，而且logger4j的方式比较稳定，不会宕机。

缺点：不够灵活，logger4j的方式和项目结合过于紧密，而flume的方式比较灵活，拔插式比较好，不会影响项目性能。

解答：

Flume采集日志是通过流的方式直接将日志收集到存储层，而kafka试讲日志缓存在kafka集群，待后期可以采集到存储层。

Flume采集中间停了，可以采用文件的方式记录之前的日志，而kafka是采用offset的方式记录之前的日志。

解答：

分区备份，存在主备partition

解答：

Producer à leader partition à follower partition(半数以上) àconsumer

解答：

spark streaming从1.2开始提供了数据的零丢失，想享受这个特性，需要满足如下条件：

数据输入需要可靠的sources和可靠的receivers

应用metadata必须通过应用driver checkpoint

WAL（write ahead log）

可靠的sources和receivers

spark streaming可以通过多种方式作为数据sources（包括kafka），输入数据通过receivers接收，通过replication存储于spark中（为了faultolerance，默认复制到两个spark executors），如果数据复制完成，receivers可以知道（例如kafka中更新offsets到zookeeper中）。这样当receivers在接收数据过程中crash掉，不会有数据丢失，receivers没有复制的数据，当receiver恢复后重新接收。

metadata checkpoint

可靠的sources和receivers，可以使数据在receivers失败后恢复，然而在driver失败后恢复是比较复杂的，一种方法是通过checkpoint metadata到HDFS或者S3。metadata包括：

configuration

code

一些排队等待处理但没有完成的RDD（仅仅是metadata，而不是data）

这样当driver失败时，可以通过metadata checkpoint，重构应用程序并知道执行到那个地方。

数据可能丢失的场景

可靠的sources和receivers，以及metadata checkpoint也不可以保证数据的不丢失，例如：

两个executor得到计算数据，并保存在他们的内存中

receivers知道数据已经输入

executors开始计算数据

driver突然失败

driver失败，那么executors都会被kill掉

因为executor被kill掉，那么他们内存中得数据都会丢失，但是这些数据不再被处理

executor中的数据不可恢复

WAL

为了避免上面情景的出现，spark streaming 1.2引入了WAL。所有接收的数据通过receivers写入HDFS或者S3中checkpoint目录，这样当driver失败后，executor中数据丢失后，可以通过checkpoint恢复。

At-Least-Once

尽管WAL可以保证数据零丢失，但是不能保证exactly-once，例如下面场景：

Receivers接收完数据并保存到HDFS或S3

在更新offset前，receivers失败了

Spark Streaming以为数据接收成功，但是Kafka以为数据没有接收成功，因为offset没有更新到zookeeper

随后receiver恢复了

从WAL可以读取的数据重新消费一次，因为使用的kafka High-Level消费API，从zookeeper中保存的offsets开始消费

WAL的缺点

通过上面描述，WAL有两个缺点：

降低了receivers的性能，因为数据还要存储到HDFS等分布式文件系统

对于一些resources，可能存在重复的数据，比如Kafka，在Kafka中存在一份数据，在Spark Streaming也存在一份（以WAL的形式存储在hadoop API兼容的文件系统中）

Kafka direct API

为了WAL的性能损失和exactly-once，spark streaming1.3中使用Kafka direct API。非常巧妙，Spark driver计算下个batch的offsets，指导executor消费对应的topics和partitions。消费Kafka消息，就像消费文件系统文件一样。

不再需要kafka receivers，executor直接通过Kafka API消费数据

WAL不再需要，如果从失败恢复，可以重新消费

exactly-once得到了保证，不会再从WAL中重复读取数据

总结

主要说的是spark streaming通过各种方式来保证数据不丢失，并保证exactly-once，每个版本都是spark streaming越来越稳定，越来越向生产环境使用发展。

解答：

1、topic是按照“主题名-分区”存储的

2、分区个数由配置文件决定

3、每个分区下最重要的两个文件是0000000000.log和000000.index，0000000.log以默认1G大小回滚。

解答：

Mr是文件方式的分布式计算框架，是将中间结果和最终结果记录在文件中，map和reduce的数据分发也是在文件中。

spark是内存迭代式的计算框架，计算的中间结果可以缓存内存，也可以缓存硬盘，但是不是每一步计算都需要缓存的。

Spark-rdd是一个数据的分区记录集合………………

解答：

1、spark应用提交后，经历了一系列的转换，最后成为task在每个节点上执行

2、RDD的Action算子触发Job的提交，生成RDD DAG

3、由DAGScheduler将RDD DAG转化为Stage DAG，每个Stage中产生相应的Task集合

4、TaskScheduler将任务分发到Executor执行

5、每个任务对应相应的一个数据块，只用用户定义的函数处理数据块

解答：

通过org.apache.spark.deploy.Client类执行作业，作业运行命令如下：

作业执行流程描述：

1、客户端提交作业给Master

2、Master让一个Worker启动Driver，即SchedulerBackend。Worker创建一个DriverRunner线程，DriverRunner启动SchedulerBackend进程。

3、另外Master还会让其余Worker启动Exeuctor，即ExecutorBackend。Worker创建一个ExecutorRunner线程，ExecutorRunner会启动ExecutorBackend进程。

4、ExecutorBackend启动后会向Driver的SchedulerBackend注册。SchedulerBackend进程中包含DAGScheduler，它会根据用户程序，生成执行计划，并调度执行。对于每个stage的task，都会被存放到TaskScheduler中，ExecutorBackend向SchedulerBackend汇报的时候把TaskScheduler中的task调度到ExecutorBackend执行。

5、所有stage都完成后作业结束。

解答：

作业执行流程描述：

1、客户端启动后直接运行用户程序，启动Driver相关的工作：DAGScheduler和BlockManagerMaster等。

2、客户端的Driver向Master注册。

3、Master还会让Worker启动Exeuctor。Worker创建一个ExecutorRunner线程，ExecutorRunner会启动ExecutorBackend进程。

4、ExecutorBackend启动后会向Driver的SchedulerBackend注册。Driver的DAGScheduler解析作业并生成相应的Stage，每个Stage包含的Task通过TaskScheduler分配给Executor执行。

5、所有stage都完成后作业结束。

sqoop import --connect jdbc:mysql://192.168.56.204:3306/sqoop --username hive --password hive --table jobinfo --target-dir /sqoop/test7 --inline-lob-limit 16777216 --fields-terminated-by '\t' -m 2

sqoop create-hive-table --connect jdbc:mysql://192.168.56.204:3306/sqoop --table jobinfo --username hive --password hive --hive-table sqtest --fields-terminated-by "\t" --lines-terminated-by "\n";

解答：

Sqoop是一个用来将Hadoop和关系型数据库中的数据相互转移的工具，可以将一个关系型数据库（例如 ： MySQL ,Oracle ,Postgres等）中的数据导进到Hadoop的HDFS中，也可以将HDFS的数据导进到关系型数据库中。

首先需以下要准备：

第一：hadoop的NameNode节点下lib文件夹中要有相应数据库驱动的jar包和sqoop的jar包。

第二：预先在相应的数据库创建Table，注：在HDFS的某个目录上的数据格式要和相应的表中的字段数量一致。

由于我这里使用的是Oracle数据库并且是使用Java来操作的。所以下面的代码以及截图都是以Java的例子：

首先标准化HDFS中文件格式，如下图：

Java代码如下：

Configuration conf = new Configuration();
conf.set("fs.default.name", "hdfs://192.168.115.5:9000");
conf.set("hadoop.job.ugi", "hadooper,hadoopgroup");
conf.set("mapred.job.tracker", "192.168.115.5:9001");


ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); // 定义一个list
list.add("--table");
list.add("A_BAAT_CLIENT"); // Oracle中的表。将来数据要导入到这个表中。
list.add("--export-dir");
list.add("/home/hadoop/traffic/capuse/near7date/activeUser/capuse_near7_activeUser_2013-02-06.log"); // hdfs上的目录。这个目录下的数据要导入到a_baat_client这个表中。
list.add("--connect");
list.add("jdbc:oracle:thin:@10.18.96.107:1521:life"); // Oracle的链接
list.add("--username");
list.add("TRAFFIC"); // Oracle的用户名
list.add("--password");
list.add("TRAFFIC"); // Oracle的密码
list.add("--input-fields-terminated-by");
list.add("|"); // 数据分隔符号
list.add("-m");
list.add("1");// 定义mapreduce的数量。


String[] arg = new String[1];
ExportTool exporter = new ExportTool();
Sqoop sqoop = new Sqoop(exporter);
sqoop.setConf(conf);
arg = list.toArray(new String[0]);
int result = Sqoop.runSqoop(sqoop, arg);
System.out.println("res:" + result); // 打印执行结果。

最后再在Main方法中运行即可，生成后表数据如下图所示：

通过上面的操作以及代码即可在Java中实现把HDFS数据生成对应的表数据；

不过除了可以用Java来实现，使用基本的命令也是可以的，命令如下：

在Hadoop bin目录中：

sqoop export --connect jdbc:oracle:thin:@10.18.96.107:1521:life \

--table A_BAAT_CLIENT --username TRAFFIC --password TRAFFIC \
--input-fields-terminated-by '|' \
--export-dir /home/hadoop/traffic/capuse/near7date/activeUser/test.log  -m 1

意思和上面Java中代码一样。

注意：

1、数据库表名、用户名、密码使用大写（这有可能会出现问题，因为我在测试过程中，使用小写时出现错误，出现No Columns这个经典错误。所以推荐大写，当然这不是必须）；

2、预先建好相应的Table；

解答：

redis：分布式缓存，强调缓存，内存中数据

传统数据库：注重关系

hbase：列式数据库，无法做关系数据库的主外键，用于存储海量数据，底层基于hdfs

hive：数据仓库工具，底层是mapreduce。不是数据库，不能用来做用户的交互存储

解答：

倒排索引(Inverted index)

适用范围：搜索引擎，关键字查询

基本原理及要点：为何叫倒排索引？一种索引方法，被用来存储在全文搜索下某个单词在一个文档或者一组文档中的存储位置的映射。

以英文为例，下面是要被索引的文本：

T0 = “it is what it is”

T1 = “what is it”

T2 = “it is a banana”

我们就能得到下面的反向文件索引：

“a”: {2}

“banana”: {2}

“is”: {0, 1, 2}

“it”: {0, 1, 2}

“what”: {0, 1}

检索的条件”what”,”is”和”it”将对应集合的交集。

正向索引开发出来用来存储每个文档的单词的列表。正向索引的查询往往满足每个文档有序 频繁的全文查询和每个单词在校验文档中的验证这样的查询。在正向索引中，文档占据了中心的位置，每个文档指向了一个它所包含的索引项的序列。也就是说文档指向了它包含的那些单词，而反向索引则是单词指向了包含它的文档，很容易看到这个反向的关系。

解答：

数据库范式1NF 2NF 3NF BCNF(实例）
    设计范式（范式,数据库设计范式,数据库的设计范式）是符合某一种级别的关系模式的集合。构造数据库必须遵循一定的规则。在关系数据库中，这种规则就是范式。关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）和第六范式（6NF）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式（3NF）就行了。下面我们举例介绍第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。
    在创建一个数据库的过程中，范化是将其转化为一些表的过程，这种方法可以使从数据库得到的结果更加明确。这样可能使数据库产生重复数据，从而导致创建多余的表。范化是在识别数据库中的数据元素、关系，以及定义所需的表和各表中的项目这些初始工作之后的一个细化的过程。
    下面是范化的一个例子 Customer Item purchased Purchase price Thomas Shirt $40 Maria Tennis shoes $35 Evelyn Shirt $40 Pajaro Trousers $25
如果上面这个表用于保存物品的价格，而你想要删除其中的一个顾客，这时你就必须同时删除一个价格。范化就是要解决这个问题，你可以将这个表化为两个表，一个用于存储每个顾客和他所买物品的信息，另一个用于存储每件产品和其价格的信息，这样对其中一个表做添加或删除操作就不会影响另一个表。

关系数据库的几种设计范式介绍

1 第一范式（1NF）
    在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。
    所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。例如，对于图3-2 中的员工信息表，不能将员工信息都放在一列中显示，也不能将其中的两列或多列在一列中显示；员工信息表的每一行只表示一个员工的信息，一个员工的信息在表中只出现一次。简而言之，第一范式就是无重复的列。

2 第二范式（2NF）
    第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。如图3-2 员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是惟一的，因此每个员工可以被惟一区分。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码。
第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。简而言之，第二范式就是非主属性非部分依赖于主关键字。

3 第三范式（3NF）
    满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在图3-2的员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。
数据库设计三大范式应用实例剖析
     数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范，满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发生插入（insert）、删除（delete）和更新（update）操作异常。反之则是乱七八糟，不仅给数据库的编程人员制造麻烦，而且面目可憎，可能存储了大量不需要的冗余信息。
    设计范式是不是很难懂呢？非也，大学教材上给我们一堆数学公式我们当然看不懂，也记不住。所以我们很多人就根本不按照范式来设计数据库。
实质上，设计范式用很形象、很简洁的话语就能说清楚，道明白。本文将对范式进行通俗地说明，并以笔者曾经设计的一个简单论坛的数据库为例来讲解怎样将这些范式应用于实际工程。

范式说明
    第一范式（1NF）：数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。

    例如，如下的数据库表是符合第一范式的：

    字段1 字段2 字段3 字段4

    而这样的数据库表是不符合第一范式的：

    字段1 字段2 字段3 字段4
    字段3.1 字段3.2 

    很显然，在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。因此，你想在现有的DBMS中设计出不符合第一范式的数据库都是不可能的。 
    第二范式（2NF）：数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖（部分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定非关键字段的情况），也即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字。

    假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)，关键字为组合关键字(学号, 课程名称)，因为存在如下决定关系：
    (学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分) 

    这个数据库表不满足第二范式，因为存在如下决定关系：
    (课程名称) → (学分)
    (学号) → (姓名, 年龄)
    即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。 
    由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题：
    (1) 数据冗余：
    同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。
    (2) 更新异常：
    若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。
    (3) 插入异常：
    假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。
    (4) 删除异常：
    假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。
    把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：
    学生：Student(学号, 姓名, 年龄)；
    课程：Course(课程名称, 学分)；
    选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
    这样的数据库表是符合第二范式的， 消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
    另外，所有单关键字的数据库表都符合第二范式，因为不可能存在组合关键字。

    第三范式（3NF）：在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。所谓传递函数依赖，指的是如果存在"A → B → C"的决定关系，则C传递函数依赖于A。因此，满足第三范式的数据库表应该不存在如下依赖关系：
    关键字段 → 非关键字段x → 非关键字段y
    假定学生关系表为Student(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)，关键字为单一关键字"学号"，因为存在如下决定关系：
    (学号) → (姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)
    这个数据库是符合2NF的，但是不符合3NF，因为存在如下决定关系：
    (学号) → (所在学院) → (学院地点, 学院电话)
    即存在非关键字段"学院地点"、"学院电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。   
    它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况，读者可自行分析得知。
    把学生关系表分为如下两个表：
    学生：(学号, 姓名, 年龄, 所在学院)；
   学院：(学院, 地点, 电话)。 

    这样的数据库表是符合第三范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
鲍依斯-科得范式（BCNF）：在第三范式的基础上，数据库表中如果不存在任何字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。
    假设仓库管理关系表为StorehouseManage(仓库ID, 存储物品ID, 管理员ID, 数量)，且有一个管理员只在一个仓库工作；一个仓库可以存储多种物品。这个数据库表中存在如下决定关系：
    (仓库ID, 存储物品ID) →(管理员ID, 数量)
    (管理员ID, 存储物品ID) → (仓库ID, 数量)
    所以，(仓库ID, 存储物品ID)和(管理员ID, 存储物品ID)都是StorehouseManage的候选关键字，表中的唯一非关键字段为数量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下决定关系：
    (仓库ID) → (管理员ID)
    (管理员ID) → (仓库ID)
    即存在关键字段决定关键字段的情况，所以其不符合BCNF范式。它会出现如下异常情况：
    (1) 删除异常：
    当仓库被清空后，所有"存储物品ID"和"数量"信息被删除的同时，"仓库ID"和"管理员ID"信息也被删除了。
    (2) 插入异常：
    当仓库没有存储任何物品时，无法给仓库分配管理员。
    (3) 更新异常：
    如果仓库换了管理员，则表中所有行的管理员ID都要修改。
    把仓库管理关系表分解为二个关系表：
    仓库管理：StorehouseManage(仓库ID, 管理员ID)；
    仓库：Storehouse(仓库ID, 存储物品ID, 数量)。
    这样的数据库表是符合BCNF范式的，消除了删除异常、插入异常和更新异常。
范式应用
    我们来逐步搞定一个论坛的数据库，有如下信息：
    （1） 用户：用户名，email，主页，电话，联系地址
    （2） 帖子：发帖标题，发帖内容，回复标题，回复内容
    第一次我们将数据库设计为仅仅存在表：
    用户名 email 主页 电话 联系地址 发帖标题 发帖内容 回复标题 回复内容
    这个数据库表符合第一范式，但是没有任何一组候选关键字能决定数据库表的整行，唯一的关键字段用户名也不能完全决定整个元组。我们需要增加"发帖ID"、"回复ID"字段，即将表修改为：
    用户名 email 主页 电话 联系地址 发帖ID 发帖标题 发帖内容 回复ID 回复标题 回复内容 
    这样数据表中的关键字(用户名，发帖ID，回复ID)能决定整行：
    (用户名,发帖ID,回复ID) → (email,主页,电话,联系地址,发帖标题,发帖内容,回复标题,回复内容)
    但是，这样的设计不符合第二范式，因为存在如下决定关系：
    (用户名) → (email,主页,电话,联系地址)
    (发帖ID) → (发帖标题,发帖内容)
    (回复ID) → (回复标题,回复内容)
    即非关键字段部分函数依赖于候选关键字段，很明显，这个设计会导致大量的数据冗余和操作异常。
我们将数据库表分解为（带下划线的为关键字）：
（1） 用户信息：用户名，email，主页，电话，联系地址
（2） 帖子信息：发帖ID，标题，内容
（3） 回复信息：回复ID，标题，内容
（4） 发贴：用户名，发帖ID
（5） 回复：发帖ID，回复ID
    这样的设计是满足第1、2、3范式和BCNF范式要求的，但是这样的设计是不是最好的呢？
不一定。
    观察可知，第4项"发帖"中的"用户名"和"发帖ID"之间是1：N的关系，因此我们可以把"发帖"合并到第2项的"帖子信息"中；第5项"回复"中的"发帖ID"和"回复ID"之间也是1：N的关系，因此我们可以把"回复"合并到第3项的"回复信息"中。这样可以一定量地减少数据冗余，新的设计为：
（1） 用户信息：用户名，email，主页，电话，联系地址
（2） 帖子信息：用户名，发帖ID，标题，内容
（3） 回复信息：发帖ID，回复ID，标题，内容
    数据库表1显然满足所有范式的要求；
    数据库表2中存在非关键字“标题”、“内容”对关键字段“发帖ID”的部分函数依赖，即不满足第二范式的要求，但是这一设计并不会导致数据冗余和操作异常；
    数据库表3中也存在非关键字段"标题"、"内容"对关键字段"回复ID"的部分函数依赖，也不满足第二范式的要求，但是与数据库表2相似，这一设计也不会导致数据冗余和操作异常。
    由此可以看出，并不一定要强行满足范式的要求，对于1：N关系，当1的一边合并到N的那边后，N的那边就不再满足第二范式了，但是这种设计反而比较好！
    对于M：N的关系，不能将M一边或N一边合并到另一边去，这样会导致不符合范式要求，同时导致操作异常和数据冗余。
    对于1：1的关系，我们可以将左边的1或者右边的1合并到另一边去，设计导致不符合范式要求，但是并不会导致操作异常和数据冗余。

解答：

方案 1：将大文件分成能够被内存加载的小文件。

可以估计每个文件安的大小为 50G×64=320G，远远大于内存限制的 4G。所以不可能将其完全加载到内存中处理。考虑采取分而治之的方法。

s 遍历文件 a，对每个 url 求取 ，然后根据所取得的值将 url 分别存储到 1000 个小文件（记为 ）中。

这样每个小文件的大约为 300M。

s 遍历文件 b，采取和 a 相同的方式将 url 分别存储到 1000 各小文件（记为 ）。这样处理后，所有可能相同的 url 都在对应的小文件（ ）中，不对应的小文件不可能有相同的 url。然后我们只要求出 1000 对小文件中相同的 url 即可。

方案 2：内存映射成 BIT 最小存储单元。

如果允许有一定的错误率，可以使用 Bloom filter，4G 内存大概可以表示 340 亿 bit。将其中一个文件中的url使用Bloom filter映射为这340亿bit，然后挨个读取另外一个文件的url，检查是否与Bloom filter，如果是，那么该 url 应该是共同的 url（注意会有一定的错误率）。

解答：

方案 1：

s 顺序读取 10 个文件，按照 hash(query)%10 的结果将 query 写入到另外 10 个文件（记为 ）中。这样新生成的文件每个的大小大约也 1G（假设 hash 函数是随机的）。

s 找一台内存在 2G 左右的机器，依次对 用 hash_map(query, query_count)来统计每个 query 出现的次数。利用快速/堆/归并排序按照出现次数进行排序。将排序好的 query 和对应的 query_cout 输出到文件中。这样得到了 10 个排好序的文件（记为 ）。

方案 2：

一般 query 的总量是有限的，只是重复的次数比较多而已，可能对于所有的 query，一次性就可以加入到内存了。这样，我们就可以采用 trie 树/hash_map 等直接来统计每个 query 出现的次数，然后按出现

方案 3：

与方案 1 类似，但在做完 hash，分成多个文件后，可以交给多个文件来处理，采用分布式的架构来处

理（比如 MapReduce），最后再进行合并。

//一般在大文件中找出出现频率高的，先把大文件映射成小文件，模 1000，在小文件中找到高频的

解答：

方案2:

1.       将文件逐行读写到另一个文件中，并将每行单词全变成小写

2.       十六次循环执行，将每行单词按照a-z写到不同文件里

3.       最后相同的单词都写在了通一个文件里

4.       再将文件读写到各自另一个文件里，内容是“单词 个数”

5.       定义一个treemap，大小是100，依次插入大的，移除小的

6.       最后得出结果

解答：

1.       先根据日期在日志文件中提取出ip，根据ip哈希进行分写N个文件。

2.       采用mapreduce的word cont

方案 1：首先是这一天，并且是访问百度的日志中的 IP 取出来，逐个写入到一个大文件中。注意到 IP是 32 位的，最多有 个 IP。同样可以采用映射的方法，比如模 1000，把整个大文件映射为 1000 个小文件，再找出每个小文中出现频率最大的 IP（可以采用 hash_map 进行频率统计，然后再找出频率最大的几个）及相应的频率。然后再在这 1000 个最大的 IP 中，找出那个频率最大的 IP，即为所求。

解答：

方案 1：采用 2-Bitmap（每个数分配 2bit，00 表示不存在，01 表示出现一次，10 表示多次，11 无意义）进 行，共需内存 内存，还可以接受。然后扫描这 2.5 亿个整数，查看 Bitmap 中相对应位，如果是00 变 01，01 变 10，10 保持不变。所描完事后，查看 bitmap，把对应位是 01 的整数输出即可。

方案3：

1.       将2.5亿个整数重写到一个文件里，内个整数占一行。

2.       进行对半排序重写到新的文件里，这样最后2.5亿个整数在文件里便是有序的了

3.       读取文本，将不重复的写到一个新的文件里即可。

解答：

方案 1：（方法不正确，取出来得不一定是top10）

s 在每台电脑上求出 TOP10，可以采用包含 10 个元素的堆完成（TOP10 小，用最大堆，TOP10 大，用最小堆）。比如求 TOP10 大，我们首先取前 10 个元素调整成最小堆，如果发现，然后扫描后面的数据，并与堆顶元素比较，如果比堆顶元素大，那么用该元素替换堆顶，然后再调整为最小堆。最后堆中的元 素就是 TOP10 大。

s 求出每台电脑上的 TOP10 后，然后把这 100 台电脑上的 TOP10 组合起来，共 1000 个数据，再利用上面类似的方法求出 TOP10 就可以了。

解答：

方案 1：（同上，方法错误）

先做 hash，然后求模映射为小文件，求出每个小文件中重复次数最多的一个，并记录重复次数。然后找出上一步求出的数据中重复次数最多的一个就是所求（具体参考前面的题）。

正确的方法，先排除

解答：

解答：

解答：

方案 1：这题是考虑时间效率。用 trie 树统计每个词出现的次数，时间复杂度是 O(n*le)（le 表示单词的平准长 度）。然后是找出出现最频繁的前 10 个词，可以用堆来实现，前面的题中已经讲到了，时间复杂度是 O(n*lg10)。所以总的时间复杂度，是 O(n*le)与 O(n*lg10)中较大的哪一个。

解答：

解答：

解答：

1、通过flume将不同系统的日志收集到kafka中

2、通过storm实时的处理PV、UV、IP

3、通过kafka的consumer将日志生产到hbase中。

4、通过离线的mapreduce或者hive，处理hbase中的数据

解答：

1.建表

2.分组（group by）统计wordcount

select word,count(1) from table1 group by word;

解答：

flume：日志收集系统，主要用于系统日志的收集

kafka：消息队列，进行消息的缓存和系统的解耦

storm：实时计算框架，进行流式的计算。

解答：

写个mapreduce链  用依赖关系，一共三个mapreduce，第一个处理第一个文件，第二个处理第二个文件，第三个处理前两个的输出结果，第一个mapreduce将文件去重，第二个mapreduce也将文件去重，第三个做wordcount，wordcount为1的结果就是不同的

解答：

思路：例如A，他的朋友是B\C\D\E\F\，那么BC的共同朋友就是A。所以将BC作为key，将A作为value，在map端输出即可！其他的朋友循环处理。

import java.io.IOException;

import java.util.Set;

import java.util.StringTokenizer;

import java.util.TreeSet;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;

import org.apache.hadoop.fs.Path;

import org.apache.hadoop.io.Text;

import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;

10. import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

11. import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

12. import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper.Context;

13. import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;

14. import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

15. import org.apache.hadoop.util.GenericOptionsParser;

public class FindFriend {

          public static class ChangeMapper extends Mapper<Object, Text, Text,

Text>{                      

                    @Override

                    public void map(Object key, Text value, Context context) throws

IOException, InterruptedException {

                              StringTokenizer itr = new StringTokenizer(value.toString());

                                  Text owner = new Text();

                                  Set<String> set = new TreeSet<String>();

                              owner.set(itr.nextToken());

                              while (itr.hasMoreTokens()) {

                                      set.add(itr.nextToken());

                              }             

                             String[] friends = new String[set.size()];

                             friends = set.toArray(friends);

                             for(int i=0;i<friends.length;i++){

                                      for(int j=i+1;j<friends.length;j++){

                                              String outputkey = friends[i]+friends[j];

                                              context.write(new Text(outputkey),owner);

                                      }                                     

                              }

                    }

           }

           public static class FindReducer extends Reducer<Text,Text,Text,Text>

{                          

                         public void reduce(Text key, Iterable<Text> values, 

                                         Context context) throws IOException,

InterruptedException {

                                   String  commonfriends =""; 

                               for (Text val : values) {

                                  if(commonfriends == ""){

                                          commonfriends = val.toString();

                                   }else{

                                          commonfriends =

commonfriends+":"+val.toString();

                                   }

                                }

                              context.write(key, new

Text(commonfriends));                                

                         }                          

           }

        public static void main(String[] args) throws IOException,

         InterruptedException, ClassNotFoundException {

            Configuration conf = new Configuration();

             String[] otherArgs = new GenericOptionsParser(conf, args).getRemainingArgs();

             if (otherArgs.length < 2) {

               System.err.println("args error");

               System.exit(2);

            }

             Job job = new Job(conf, "word count");

            job.setJarByClass(FindFriend.class);

             job.setMapperClass(ChangeMapper.class);

             job.setCombinerClass(FindReducer.class);

             job.setReducerClass(FindReducer.class);

             job.setOutputKeyClass(Text.class);

             job.setOutputValueClass(Text.class);

             for (int i = 0; i < otherArgs.length - 1; ++i) {

               FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(otherArgs[i]));

             }

             FileOutputFormat.setOutputPath(job,

               new Path(otherArgs[otherArgs.length - 1]));

             System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);

        }

}

结果：

1. AB      E:C:D

2. AC      E:B

3. AD      B:E

4. AE      C:B:D

5. BC      A:E

6. BD      A:E

7. BE      C:D:A

8. BF      A

9. CD      E:A:B

10. CE      A:B

11. CF      A

12. DE      B:A

13. DF      A

14. EF      A

解答：

1.将小文件打成har文件存储

2.将小文件序列化到hdfs中

解答：

ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据的,是根据索引来访问元素的，都可以根据需要自动扩展内部数据长度，以便增加和插入元素，都允许直接序号索引元素，但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作，所以索引数据快插入数据慢，他们最大的区别就是synchronized同步的使用。

LinkedList使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入数度较快！

如果只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素，那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是对其它指定位置的插入、删除操作，最好选择LinkedList

HashMap、HashTable的区别及其优缺点：

HashTable 中的方法是同步的 HashMap的方法在缺省情况下是非同步的 因此在多线程环境下需要做额外的同步机制。

HashTable不允许有null值 key和value都不允许，而HashMap允许有null值 key和value都允许 因此HashMap 使用containKey（）来判断是否存在某个键。

HashTable 使用Enumeration ，而HashMap使用iterator。

Hashtable是Dictionary的子类，HashMap是Map接口的一个实现类。