基于计算机资源分析Hadoop的默认counter

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前言

由于项目中，需要统计每个业务组使用的计算机资源，如 cpu，内存，io 读写，网络流量。所以需要阅读源码查看 Hadoop 的默认 counter。

MapReduce Counter 可以观察 MapReduce job 运行期的一些细节数据，Counter 有 ” 组 group” 的概念，用于表示逻辑上相同范围的所有数值。

cpu

如何衡量 mapreduce 的任务的计算量呢，如果按照任务的运行时间，有些任务的大部分时间可能卡在最后一个 reduce，或者运行期间有资源抢占问题，造成运行时间较高。如果按照任务的 map 数和 reduce 数，也是不准确的，因为有些 map 和 reduce 处理的数据量很少，运行时间很短。

hadoop 任务的运行使用的 cpu 时间，才是衡量任务的计算量，hadoop 提供的 counter:”Map-Reduce Framework:CPU time spent (ms)”, 就是任务运行耗费的 cpu 时间，这个 cpu 时间是如何统计出来的，是 hadoop 在运行期间，每个 task会从/proc/<pid>/stat 读取对应进程的用户 cpu 时间和内核 cpu 时间，他们的和就是 cpu 时间。

附：task 获取 cpu 时间的源码:org.apache.hadoop.mapred.Task.updateResourceCounters–> org.apache.hadoop.util.LinuxResourceCalculatorPlugin.getProcResourceValues(获取 cpu 和内存资源)–> org.apache.hadoop.util.ProcfsBasedProcessTree.getProcessTree.

内存

hadoop 默认 counter，获取内存信息，有以下参数：

“Map-Reduce Framework:Physical memory (bytes) snapshot” 每个 task 会从 /proc/<pid>/stat 读取对应进程的内存快照，这个是进程的当前物理内存使用大小。

“Map-Reduce Framework:Virtual memory (bytes) snapshot” 每个 task 会从 /proc/<pid>/stat 读取对应进程的虚拟内存快照，这个是进程的当前虚拟内存使用大小。

“Map-Reduce Framework:Total committed heap usage (bytes)” 每个 task 的 jvm 调用 Runtime.getRuntime().totalMemory()获取 jvm 的当前堆大小。

附：task 获取内存的源码:org.apache.hadoop.mapred.Task.updateResourceCounters

io 读写

hadoop 读写文件，都是使用 org.apache.hadoop.fs.FileSystem.open 一个文件，如果是 hdfs 文件，就有 hdfs:// 开头的文件 url，如果是本地文件，就是 file:// 开头的文件 url。所以每个 task 的文件读写情况，都可以从 FileSystem.getAllStatistics()获取，而 hadoop 使用FileSystemCounters 记录了 FileSystem 的一切 io 读写大小，FileSystemCounters 分析如下:

“FileSystemCounters:HDFS_BYTES_READ” job 执行过程中，只有 map 端运行时，才从 HDFS 读取数据，这些数据不限于源文件内容，还包括所有 map 的 split 元数据。所以这个值应该比 FileInputFormatCounters.BYTES_READ 要略大些。

“FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN” job 执行过程中，累计写入 HDFS 的数据大小，reduce 在执行完毕后，会写入到 HDFS（存在只有 map，没有 reduce 的情况，该情况是 map 执行完毕把结果写入到 HDFS)。

“FileSystemCounters:FILE_BYTES_READ” 累计读取本地磁盘的文件数据大小，map 和 reduce 端有排序，排序时需要读写本地文件。

“FileSystemCounters:FILE_BYTES_WRITTEN” 累计写入本地磁盘的文件数据大小，map 和 reduce 端有排序，排序时需要读写本地文件，还有 reduce 做 shuffle 时，需要从 map 端拉取数据，也存在写入本地磁盘文件的情况。

附：FileSystemCounters 相关代码：org.apache.hadoop.mapred.Task.updateResourceCounters–> org.apache.hadoop.mapred.Task.FileSystemStatisticUpdater.updateCounters

FileSystemCounters 的 counter 对于 io 读写的数据，已经很齐全，但是 hadoop 还有一些细微的 io 读写的 counter:

“File Input Format Counters:Bytes Read” job 执行过程中，Map 端从 HDFS 读取的输入的 split 的源文件内容大小，但是不包括 map 的 split 元数据，所以这个值和 ”FileSystemCounters:HDFS_BYTES_READ” 略小，但是很接近。如果 map 输入的源文件是压缩文件，它的值只是压缩文件解压前的大小 ( 附：代码位于 org.apache.hadoop.mapred.MapTask.TrackedRecordReader.fileInputByteCounter)。

“Map-Reduce Framework:Map input bytes” job 执行过程中，Map 端从 HDFS 读取的输入的 split 的源文件内容大小, 如果源文件是压缩文件，它的值是压缩文件解压后的大小 ( 附：代码位于 org.apache.hadoop.mapred.MapTask.TrackedRecordReader.inputByteCounter)。

“File Output Format Counters:Bytes Written” job 执行过程中, 会分为 map 和 reduce，但是也可能存在只有 map 的情况，但是 job 执行完毕后，一般都要把结果写入到 hdfs，该值是结果文件的大小，如果是压缩文件，它的值只是压缩文件解压前的大小 ( 附：代码位于 org.apache.hadoop.mapred.MapTask.DirectMapOutputCollector.fileOutputByteCounter 和 org.apache.hadoop.mapred.ReduceTask.NewTrackingRecordWriter.fileOutputByteCounter)。

但是这些细微的 counter，没有统计 map 和 reduce 排序时文件读写的情况，所以要衡量 job 任务的 io 读写情况，我觉得最合适的还是使用 FileSystemCounters 的 counter。

io 读写流量大致可以通过上述 FileSystemCounters 四个参数求和而得，存在不足就是:

“FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN”，它只是一个副本的 hdfs 的写入大小，而 hdfs 的块副本是可以调整的，所以 io 读写流量，还需要 ”FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN” * 副本数。

map 和 reduce 都是用户自定义的，存在可能是用户代码绕过 hadoop 框架，不使用 org.apache.hadoop.fs.FileSystem.open 文件，这部分 io 读写流量，是无法被统计的。

网络流量

hadoop 任务产生网络流量的阶段：map 输入从 hdfs 拉取数据，reduce shuffle 时从 map 端拉取数据，reduce 完成往 hdfs 写入结果(如果没有 reduce，就是 map 完成往 hdfs 写入结果)。

job 和 hdfs 交互产生的流量，可以通过 io 读写分析的两个 counter 获取：”FileSystemCounters:HDFS_BYTES_READ” 和 ”FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN”

而 reduce shuffle 时从 map 端拉取数据产生的流量，对应的 counter 是：

“Map-Reduce Framework：Reduce shuffle bytes” 它是 reduce 往 map 拉取中间结果的累计数据大小，如果 map 产生的中间结果是压缩文件，它的值是压缩文件解压前的大小（附：代码位于 org.apache.hadoop.mapred.ReduceTask.reduceShuffleBytes）。

网络流量大致可以通过上述三个参数求和而得，存在不足就是:

“FileSystemCounters:HDFS_BYTES_READ” 和 ”FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN”，它没有考虑 hadoop 对 hdfs 的本地化优化，hdfs 读写块时，如果发现客户端和目标块在同一个节点，会直接通过本地读写，有些块如果在本地，hadoop 会直接通过本地文件系统读写，不通过网络读写。

“FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN”，它只是一个副本的 hdfs 的写入大小，而 hdfs 的块副本是可以调整的，所以网络流量，还需要 ”FileSystemCounters:HDFS_BYTES_WRITTEN” * 副本数。

map 和 reduce 都是用户自定义的，存在可能是用户代码绕过 hadoop 框架，自行产生网络通信，这部分流量是无法被统计。

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Ubuntu 13.04 上搭建 Hadoop 环境 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/86106.htm

Ubuntu 12.10 +Hadoop 1.2.1 版本集群配置 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-09/90600.htm

Ubuntu 上搭建 Hadoop 环境（单机模式 + 伪分布模式）http://www.linuxidc.com/Linux/2013-01/77681.htm

Ubuntu 下 Hadoop 环境的配置 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-11/74539.htm

单机版搭建 Hadoop 环境图文教程详解 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-02/53927.htm

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更多 Hadoop 相关信息见Hadoop 专题页面 http://www.linuxidc.com/topicnews.aspx?tid=13