Hadoop08-Hadoop数据压缩

NiuMT 2020-06-03 20:58:30
Hadoop

概述

压缩技术能够有效减少底层存储系统(HDFS)读写字节数。压缩提高了网络带宽和磁盘空间的效率。在运行MR程序时,I/O操作、网络数据传输、 Shuffle和Merge要花大量的时间,尤其是数据规模很大和工作负载密集的情况下,因此,使用数据压缩显得非常重要。

鉴于磁盘I/O和网络带宽是Hadoop的宝贵资源,数据压缩对于节省资源、最小化磁盘I/O和网络传输非常有帮助。可以在任意MapReduce阶段启用压缩。不过,尽管压缩与解压操作的CPU开销不高,其性能的提升和资源的节省并非没有代价。

压缩是提高Hadoop运行效率的一种优化策略。通过对Mapper、Reducer运行过程的数据进行压缩,以减少磁盘IO,提高MR程序运行速度。注意:采用压缩技术减少了磁盘IO,但同时增加了CPU运算负担。所以,压缩特性运用得当能提高性能,但运用不当也可能降低性能。

  1. 运算密集型的job,少用压缩
  2. IO密集型的job,多用压缩

MR支持的压缩编码

压缩编码

压缩格式 hadoop自带 算法 文件扩展名 是否可切分 换成压缩格式后,原来的程序是否需要修改
DEFLATE 是,直接使用 DEFLATE .deflate 和文本处理一样,不需要修改
Gzip 是,直接使用 DEFLATE .gz 和文本处理一样,不需要修改
bzip2 是,直接使用 bzip2 .bz2 和文本处理一样,不需要修改
LZO 否,需要安装 LZO .lzo 需要建索引,还需要指定输入格式
Snappy 否,需要安装 Snappy .snappy 和文本处理一样,不需要修改

压缩性能的比较

压缩算法 原始文件大小 压缩文件大小 压缩速度 解压速度
gzip 8.3GB 1.8GB 17.5MB/s 58MB/s
bzip2 8.3GB 1.1GB 2.4MB/s 9.5MB/s
LZO 8.3GB 2.9GB 49.3MB/s 74.6MB/s

压缩方式选择

Gzip:

Bzip2:

Lzo:

Snappy:

压缩位置

压缩可以在MapReduce作用的任意阶段启用。

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压缩参数

为了支持多种压缩/解压缩算法,Hadoop引入了编码/解码器,如下表所示。

压缩格式 对应的编码/解码器
DEFLATE org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec
gzip org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec
bzip2 org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec
LZO com.hadoop.compression.lzo.LzopCodec
Snappy org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec

要在Hadoop中启用压缩,可以配置如下参数:

参数 默认值 阶段 建议
io.compression.codecs
(在core-site.xml中配置)
org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec, org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec, org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec 输入压缩 Hadoop使用文件扩展名判断是否支持某种编解码器
mapreduce.map.output.compress
(在mapred-site.xml中配置)
false mapper输出 这个参数设为true启用压缩
mapreduce.map.output.compress.codec
(在mapred-site.xml中配置)
org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec mapper输出 企业多使用LZO或Snappy编解码器在此阶段压缩数据
mapreduce.output.fileoutputformat.compress
(在mapred-site.xml中配置)
false reducer输出 这个参数设为true启用压缩
mapreduce.output.fileoutputformat.compress.codec
(在mapred-site.xml中配置)
org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec reducer输出 使用标准工具或者编解码器,如gzip和bzip2
mapreduce.output.fileoutputformat.compress.type
(在mapred-site.xml中配置)
RECORD reducer输出 SequenceFile输出使用的压缩类型:NONE和BLOCK

案例

Map输出端采用压缩、Reduce输出端采用压缩

即使你的MapReduce的输入输出文件都是未压缩的文件,仍然可以对Map任务的中间结果输出做压缩,因为它要写在硬盘并且通过网络传输到Reduce节点,对其压缩可以提高很多性能,这些工作只要设置两个属性即可。

只修改驱动类即可,无需修改map和reduce类。压缩map端输出不会影响最终输出格式,reduce读取时会自动解压;压缩reduce段输出会改变最终输出格式,内容不变。

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.io.compress.BZip2Codec;    
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionCodec;
import org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

public class WordCountDriver {

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

        Configuration configuration = new Configuration();

        // 开启map端输出压缩
        configuration.setBoolean("mapreduce.map.output.compress", true);
        // 设置map端输出压缩方式
        configuration.setClass("mapreduce.map.output.compress.codec", BZip2Codec.class, CompressionCodec.class);

        Job job = Job.getInstance(configuration);

        job.setJarByClass(WordCountDriver.class);
        job.setMapperClass(WordCountMapper.class);
        job.setReducerClass(WordCountReducer.class);

        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
        job.setMapOutputValueClass(IntWritable.class);

        job.setOutputKeyClass(Text.class);
        job.setOutputValueClass(IntWritable.class);

        // 设置reduce端输出压缩开启
        FileOutputFormat.setCompressOutput(job, true);
        // 设置压缩的方式
        FileOutputFormat.setOutputCompressorClass(job, BZip2Codec.class); 
//        FileOutputFormat.setOutputCompressorClass(job, GzipCodec.class); 
//        FileOutputFormat.setOutputCompressorClass(job, DefaultCodec.class); 

        FileInputFormat.setInputPaths(job, new Path(args[0]));
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1]));

        boolean result = job.waitForCompletion(true);

        System.exit(result ? 1 : 0);
    }
}