Spark Shuffle Write階段磁盤文件分析

前言

上篇寫了 Spark Shuffle 內(nèi)存分析 后,有不少人提出了疑問,大家也對如何落文件挺感興趣的,所以這篇文章會詳細介紹,Sort Based Shuffle Write 階段是如何進行落磁盤的

流程分析

入口處:

org.apache.spark.scheduler.ShuffleMapTask.runTask

runTask對應(yīng)的代碼為:

val manager = SparkEnv.get.shuffleManager
writer = manager.getWriter[Any, Any](
                              dep.shuffleHandle, 
                              partitionId, 
                              context)
writer.write(rdd.iterator(partition, context).asInstanceOf[Iterator[_ <: Product2[Any, Any]]])
writer.stop(success = true).get

這里manager 拿到的是

   org.apache.spark.shuffle.sort.SortShuffleWriter

我們看他是如何拿到可以寫磁盤的那個sorter的。我們分析的線路假設(shè)需要做mapSideCombine

 sorter = if (dep.mapSideCombine) {  
 require(dep.aggregator.isDefined, "Map-side combine without Aggregator specified!")  
 new ExternalSorter[K, V, C](
                 dep.aggregator, 
                 Some(dep.partitioner), 
                 dep.keyOrdering, de.serializer)

接著將map的輸出放到sorter當(dāng)中:

sorter.insertAll(records)

其中insertAll 的流程是這樣的:

 while (records.hasNext) {  
 addElementsRead()  kv = records.next() 
 map.changeValue((getPartition(kv._1), kv._1), update)
 maybeSpillCollection(usingMap = true)}

里面的map 其實就是PartitionedAppendOnlyMap,這個是全內(nèi)存的一個結(jié)構(gòu)。當(dāng)把這個寫滿了,才會觸發(fā)spill操作。你可以看到maybeSpillCollection在PartitionedAppendOnlyMap每次更新后都會被調(diào)用。

一旦發(fā)生呢個spill后,產(chǎn)生的文件名稱是:

    "temp_shuffle_" + id

邏輯在這:

val (blockId, file) = diskBlockManager.createTempShuffleBlock() 

  def createTempShuffleBlock(): (TempShuffleBlockId, File) = {  
  var blockId = new TempShuffleBlockId(UUID.randomUUID()) 
        while (getFile(blockId).exists()) {   
           blockId = new TempShuffleBlockId(UUID.randomUUID())  
        }  
  (blockId, getFile(blockId))
  }

產(chǎn)生的所有 spill文件被被記錄在一個數(shù)組里:

  private val spills = new ArrayBuffer[SpilledFile]

迭代完一個task對應(yīng)的partition數(shù)據(jù)后,會做merge操作,把磁盤上的spill文件和內(nèi)存的,迭代處理,得到一個新的iterator,這個iterator的元素會是這個樣子的:

 (p, mergeWithAggregation(  
             iterators, 
             aggregator.get.mergeCombiners, keyComparator,
             ordering.isDefined))

其中p 是reduce 對應(yīng)的partitionId, p對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)都會在其對應(yīng)的iterator中。

接著會獲得最后的輸出文件名:

val outputFile = shuffleBlockResolver.getDataFile(dep.shuffleId, mapId)

文件名格式會是這樣的:

 "shuffle_" + shuffleId + "_" + mapId + "_" + reduceId + ".data"

其中reduceId 是一個固定值NOOP_REDUCE_ID,默認為0。

然后開始真實寫入文件

   val partitionLengths = sorter.writePartitionedFile(
     blockId, 
     context, 
     outputFile)

寫入文件的過程過程是這樣的:

for ((id, elements) <- this.partitionedIterator) { 
 if (elements.hasNext) {   
 
val writer = blockManager.getDiskWriter(blockId,
      outputFile, 
      serInstance,
      fileBufferSize,  
      context.taskMetrics.shuffleWriteMetrics.get)   

for (elem <- elements) {     
     writer.write(elem._1, elem._2)   
 }   
 
writer.commitAndClose()    
val segment = writer.fileSegment()   
lengths(id) = segment.length  
   }
}

剛剛我們說了,這個 this.partitionedIterator 其實內(nèi)部元素是reduce partitionID -> 實際record 的 iterator,所以它其實是順序?qū)懨總€分區(qū)的記錄,寫完形成一個fileSegment,并且記錄偏移量。這樣后續(xù)每個的reduce就可以根據(jù)偏移量拿到自己需要的數(shù)據(jù)。對應(yīng)的文件名,前面也提到了,是:

"shuffle_" + shuffleId + "_" + mapId + "_" + NOOP_REDUCE_ID + ".data"

剛剛我們說偏移量,其實是存在內(nèi)存里的,所以接著要持久化,通過下面的writeIndexFile來完成:

 shuffleBlockResolver.writeIndexFile(
           dep.shuffleId,
           mapId, 
          partitionLengths)

具體的文件名是:

  "shuffle_" + shuffleId + "_" + mapId + "_" + NOOP_REDUCE_ID + ".index"

至此,一個task的寫入操作完成,對應(yīng)一個文件。

最終結(jié)論

所以最后的結(jié)論是,一個Executor 最終對應(yīng)的文件數(shù)應(yīng)該是:

MapNum (注:不包含index文件)

同時持有并且會進行寫入的文件數(shù)最多為::

 CoreNum
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