yarn

MapReduce作为一个面向海量数据分布式处理的计算模型、框架和平台，具备以下三个特点：

1、易于编程：程序员仅需描述Map阶段和Reduce阶段要如何解析、处理数据，具体怎么读取数据并对处理结果进行排序、分区、组合、合并等等，都可以交由系统的执行框架处理。

2、良好的扩展性：可通过添加节点以扩展集群运算能力。

3、高容错性：在程序运行过程中，当某些节点发生故障时，通过计算迁移或数据迁移等策略在其他节点继续执行受影响的任务，提高集群的可用性与容错性。

那么问题来了，MapReduce到底是如何提交任务到集群执行的呢？集群资源如何获取？任务如何分配？由谁监控执行？

这一连串的问题我们将在这篇文章中为大家解决。

其中MapReduce Program是编辑好的应用程序，由客户端进程JobClient提交给集群中的老大JobTracker。

JobTracker负责集群资源管理和任务调度，它会解析应用程序，然后调动各个小弟TaskTracker分工合作，为应用程序提供运行资源并分布式实施数据处理作业。在小弟干活的过程中，老大负责监控和故障处理。

1、程序员编写好MapReduce Program作业，也就是JAVA程序，然后由客户端进行提交；

2、客户端JobClient向JobTracker申请一个作业ID，加入集群任务列表中；

3、客户端JobClient把作业源代码以及相关的依赖文件存储到HDFS的系统指定目录下；

4、客户端JobClient正式向JobTracker提交作业；

5、JobTracker初始化作业，比如计算资源需求等；

6、JobTracker通过HDFS client向NameNode（管理文件系统元数据的角色，它知道每个文件的分布情况）询问程序需要处理的输入文件分布在哪些节点，并得到这些索引；

7、JobTracker通过和TaskTracker每分钟一次的心跳联系来获知哪些节点可以运行任务（作业将拆分成许多任务给各个小弟执行，集群中每个数据节点都部署一个小弟角色），比如死机或者没有剩余资源的节点就不再执行新任务；

8、JobTracker将任务分配给上一步中的TaskTracker，这些TaskTracker通过访问HDFS来获取任务代码；

9、执行任务的TaskTracker在本节点上启动虚拟机（JVM）来执行任务；

10、在各个JVM中执行任务，该过程受JobTracker监视。如果任务运行失败则由JobTracker通知相应的TaskTracker重启任务，直到全部Map任务和Reduce任务都运行完成。

这个过程看似妥当，其实有个致命的问题：集群老大JobTracter工作量太大。

老大平时需要管理众多小弟不说，当接收到任务执行申请时既要充当整个集群的资源调度者、任务分发者，又要负责各个任务的状态监控以及重启失败任务，工作相当繁忙。

在MapReduce V1中JobTracter只部署在一个节点上，没有备用或者分担工作的进程，所以整个集群存在性能瓶颈和单点故障问题，扩展性也受到受限。

另外，该机制不支持非MapReduce类型的任务提交集群运行，在大数据处理环境中，这也是极不友好的。

正是在这样的背景下催生了Yarn——Hadoop2.0的资源管理系统。Yarn是一个通用的资源管理系统，可为上层应用（包括且不限于MapReduce）提供统一的资源管理和调度，它的出现解决了以上所有的问题。

，Yarn主要包括Resource Manager、Node Manager和Application Master（即App Mstr）三个部分。

Resource Manager（简称RM）即集群老大，是一个全局的资源管理器，负责集群资源统一管理调度和应用程序管理。它包括两个组成部分：Resource Scheduler（资源调度器）和Applications Manager（应用程序管理器）。

资源调度器Resource Scheduler（简称RS）负责将集群中的资源分配给各个应用程序。资源用一个抽象概念Container表示，它封装了节点上的多维度资源，如内存、CPU、磁盘、网络等（目前只实现内存、CPU）；

应用程序管理器Applications Manager（简称ASM）负责管理整个系统中的所有应用程序。主要负责接收来自Client的应用程序提交申请，与资源调度器Resource Scheduler协商资源情况，启动并监控AppMaster（下文有解释）运行，在AppMaster运行失败时重启它。

Node Manager（简称NM）即集群小弟，每个数据节点都部署有该角色，用以管理本节点资源（CPU、内存）。一方面它会定期向老大汇报本节点的资源使用情况和各个Container的运行状态；另一方面，它接收并处理来自AppMaster的Container启动/停止等各种请求。

Application Master（简称AppMaster、App Mstr、AM）依赖于各种计算框架的实现（例如MR AppMaster），负责一个Job生命周期内的所有管理工作，相当于老大麾下的项目负责人。

Yarn具体工作流程如下

步骤1：Yarn的客户端Client向RM中的ASM申请Job ID，RM审核该申请的合法性，审核通过后创建一个Job ID返回给客户端；Client把作业源代码以及相关的依赖文件存储到HDFS的系统指定目录下；Client正式向ASM提交作业， 其中包括AM程序、启动AM的命令以及用户程序等。

步骤2：ASM接收客户端的作业请求后为该作业分配第一个Container。并由对应的Node Manager在这个Container中启动AM程序，用来管理当前的Job。

步骤3：AM启动后向ASM注册，ASM接收AM注册信息，并将集群资源信息、作业源代码的位置信息等反馈给AM。

步骤4：AM从HDFS获取作业程序和相关的依赖文件，了解任务详细情况，确定执行作业需要多少资源，并向RS发出资源申请（该步骤可能无法一次性完成整个作业的资源申请，允许多次申请）。RM根据集群资源情况为AM分配资源，并将资源位置和数量信息发给AM。

步骤5：AM申请到资源后，便与对应的Node Manager通信，要求它拿出Container来启动JVM。

步骤6：Node Manager为任务设置好运行环境（包括环境变量、JAR 包、二进制程序等），将进程启动命令写到一个脚本中，并通过运行该脚本启动JVM。

步骤7：各个JVM启动后首先向AM注册，AM为其分配任务。JVM访问HDFS获取具体任务程序并执行；任务运行过程中，AM可以通过NM询问各个任务的运行状态和进度，从而可以在任务运行失败时对其进行重启；客户端Client可随时向AM查询作业的运行状态和进度。

步骤8：当前Job中的全部任务运行完成后，相应的Container也被回收或应用到其他计算任务中。AM向ASM汇报作业执行结束，ASM注销AM，整个作业执行完成。

在以上的资源调度和任务分配过程中可以看出Yarn的工作机制相比MapReduce V1聪明了很多：

好啦，今天的分享到这里先告一段落，大家都学会了吗？