Hadoop中sequencefile和mapfile的区别

来源：互联网发布：天使语训软件编辑：程序博客网时间：2024/05/16 17:46

原文网址：http://blog.csdn.net/javaman_chen/article/details/7241087

Hadoop的HDFS和MapReduce子框架主要是针对大数据文件来设计的，在小文件的处理上不但效率低下，而且十分消耗内存资源(每一个小文件占用一个Block,每一个block的元数据都存储在namenode的内存里)。解决办法通常是选择一个容器，将这些小文件组织起来统一存储。HDFS提供了两种类型的容器，分别是SequenceFile和MapFile。

一、SequenceFile

SequenceFile的存储类似于Log文件，所不同的是Log File的每条记录的是纯文本数据，而SequenceFile的每条记录是可序列化的字符数组。

SequenceFile可通过如下API来完成新记录的添加操作:

fileWriter.append(key,value)

可以看到，每条记录以键值对的方式进行组织，但前提是Key和Value需具备序列化和反序列化的功能

Hadoop预定义了一些Key Class和Value Class，他们直接或间接实现了Writable接口，满足了该功能，包括：

Text                                等同于Java中的String
IntWritable                   等同于Java中的Int
BooleanWritable       等同于Java中的Boolean
        .
        .

在存储结构上，SequenceFile主要由一个Header后跟多条Record组成，如图所示：

Header主要包含了Key classname，Value classname，存储压缩算法，用户自定义元数据等信息，此外，还包含了一些同步标识，用于快速定位到记录的边界。

每条Record以键值对的方式进行存储，用来表示它的字符数组可依次解析成：记录的长度、Key的长度、Key值和Value值，并且Value值的结构取决于该记录是否被压缩。

数据压缩有利于节省磁盘空间和加快网络传输，SeqeunceFile支持两种格式的数据压缩，分别是：record compression和block compression。

record compression如上图所示，是对每条记录的value进行压缩

block compression是将一连串的record组织到一起，统一压缩成一个block，如图所示：

block信息主要存储了：块所包含的记录数、每条记录Key长度的集合、每条记录Key值的集合、每条记录Value长度的集合和每条记录Value值的集合

注：每个block的大小是可通过io.seqfile.compress.blocksize属性来指定的

示例：SequenceFile读/写操作

[java] view plain copy
Configuration conf=new Configuration();  
FileSystem fs=FileSystem.get(conf);  
Path seqFile=new Path("seqFile.seq");  
//Reader内部类用于文件的读取操作  
SequenceFile.Reader reader=new SequenceFile.Reader(fs,seqFile,conf);  
//Writer内部类用于文件的写操作,假设Key和Value都为Text类型  
SequenceFile.Writer writer=new SequenceFile.Writer(fs,conf,seqFile,Text.class,Text.class);  
//通过writer向文档中写入记录  
writer.append(new Text("key"),new Text("value"));  
IOUtils.closeStream(writer);//关闭write流  
//通过reader从文档中读取记录  
Text key=new Text();  
Text value=new Text();  
while(reader.next(key,value)){  
    System.out.println(key);  
    System.out.println(value);  
}  
IOUtils.closeStream(reader);//关闭read流  

二、MapFile

MapFile是排序后的SequenceFile,通过观察其目录结构可以看到MapFile由两部分组成，分别是data和index。

index作为文件的数据索引，主要记录了每个Record的key值，以及该Record在文件中的偏移位置。在MapFile被访问的时候,索引文件会被加载到内存，通过索引映射关系可迅速定位到指定Record所在文件位置，因此，相对SequenceFile而言，MapFile的检索效率是高效的，缺点是会消耗一部分内存来存储index数据。

需注意的是，MapFile并不会把所有Record都记录到index中去，默认情况下每隔128条记录存储一个索引映射。当然，记录间隔可人为修改，通过MapFIle.Writer的setIndexInterval()方法，或修改io.map.index.interval属性；

另外，与SequenceFile不同的是，MapFile的KeyClass一定要实现WritableComparable接口,即Key值是可比较的。

示例：MapFile读写操作

[java] view plain copy
Configuration conf=new Configuration();  
FileSystem fs=FileSystem.get(conf);  
Path mapFile=new Path("mapFile.map");  
//Reader内部类用于文件的读取操作  
MapFile.Reader reader=new MapFile.Reader(fs,mapFile.toString(),conf);  
//Writer内部类用于文件的写操作,假设Key和Value都为Text类型  
MapFile.Writer writer=new MapFile.Writer(conf,fs,mapFile.toString(),Text.class,Text.class);  
//通过writer向文档中写入记录  
writer.append(new Text("key"),new Text("value"));  
IOUtils.closeStream(writer);//关闭write流  
//通过reader从文档中读取记录  
Text key=new Text();  
Text value=new Text();  
while(reader.next(key,value)){  
    System.out.println(key);  
    System.out.println(key);  
}  
IOUtils.closeStream(reader);//关闭read流  

注意：使用MapFile或SequenceFile虽然可以解决HDFS中小文件的存储问题，但也有一定局限性，如：
1.文件不支持复写操作，不能向已存在的SequenceFile(MapFile)追加存储记录

2.当write流不关闭的时候，没有办法构造read流。也就是在执行文件写操作的时候，该文件是不可读取的。

个人理解：

mapfile就是为了解决sequencefile没有索引的问题而设置的，我们阅读mapfile的源码会发现。

/** A file-based map from keys to values.
*
* <p>A map is a directory containing two files, the <code>data</code> file,
* containing all keys and values in the map, and a smaller <code>index</code>
* file, containing a fraction of the keys. The fraction is determined by
* {@link Writer#getIndexInterval()}.
*
* <p>The index file is read entirely into memory. Thus key implementations
* should try to keep themselves small.
*
* <p>Map files are created by adding entries in-order. To maintain a large
* database, perform updates by copying the previous version of a database and
* merging in a sorted change list, to create a new version of the database in
* a new file. Sorting large change lists can be done with {@link
* SequenceFile.Sorter}.
*/

mapfile包含两个sequencefile文件一个存储数据一个存放索引。索引文件应该尽量保持比较小，因为操作数据文件时会把真个索引文件读取到内存。数据的添加和合并同sequencefile一致。

在来看看 write.append(key,value)

/** Append a key/value pair to the map. The key must be greater or equal
* to the previous key added to the map. */
public synchronized void append(WritableComparable key, Writable val)
throws IOException {

checkKey(key);

long pos = data.getLength();
// Only write an index if we've changed positions. In a block compressed
// file, this means we write an entry at the start of each block
if (size >= lastIndexKeyCount + indexInterval && pos > lastIndexPos) {
position.set(pos); // point to current eof
index.append(key, position);
lastIndexPos = pos;
lastIndexKeyCount = size;
}

data.append(key, val); // append key/value to data
size++;
}

我们可以看到几个信息：

①：if条件：size >= lastIndexKeyCount + indexInterval && pos > lastIndexPos，一个条件 key的个数必须大于 key 上一次写入索引文件时key的值 + indexInterval （索引间隔，默认为128）,第二个条件，写入位置即当前数据偏移量必须比上次写入偏移量大。这样保证了，每隔128个key值写一次索引文件。

②：添加的key值必须大于或等于先前的key，使用chek（）函数来确定

③：index sequencefile的写入流通过 index.append(key, position); 来确定索引文件的 key和value值，其中 value 是data.getLength()的值，data是通过 FSDataOutputStream输出流来确定当前数据在整个data文件中的偏移量。

待续。。。

欢迎朋友们指正。

0 0