MR实战：网址去重

发布时间：2024年01月05日

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一、实战概述
二、提出任务
三、完成任务
四、实战总结

一、实战概述

本实战项目主要利用Hadoop MapReduce框架对多个文本文件中的IP地址进行整合并去除重复项。首先，在虚拟机上创建了三个包含IP地址列表的文本文件（ips01.txt、ips02.txt、ips03.txt），并将这些文件上传至HDFS上的/deduplicate/input目录作为原始数据。
接着，通过IntelliJ IDEA创建了一个Maven项目MRDeduplicateIPs，并添加了hadoop-client和junit相关依赖。在项目中定义了三个关键类：DeduplicateIPsMapper、DeduplicateIPsReducer和DeduplicateIPsDriver。
DeduplicateIPsMapper类作为Map阶段的处理单元，读取每行输入文本数据（表示一个IP地址），将IP地址作为新的键输出，并使用NullWritable类型的空值，以准备后续去重操作。
DeduplicateIPsReducer类则负责Reduce阶段的逻辑，它接收Mapper阶段输出的所有具有相同IP地址的键值对，并通过不遍历值迭代器的方式实现键（即IP地址）的去重，确保每个唯一IP地址仅被写入一次。
最后，DeduplicateIPsDriver类作为整个任务的驱动程序，负责配置和启动MapReduce作业。它设置了作业的输入与输出路径、Mapper和Reducer类，以及它们的键值类型。作业完成后，该类会遍历输出目录下的文件，读取并打印去重后的IP地址列表到控制台。
通过运行DeduplicateIPsDriver类启动应用，最终实现了从多个文本文件中提取并整合出一份仅包含唯一IP地址的结果集。

二、提出任务

三个包含IP地址列表的文本文件（ips01.txt、ips02.txt、ips03.txt）
ips01.txt

192.168.1.1
172.16.0.1
10.0.0.1
192.168.1.2
192.168.1.3
172.16.0.2
10.0.0.2
192.168.1.1
172.16.0.1
10.0.0.3

ips02.txt

192.168.1.4
172.16.0.3
10.0.0.4
192.168.1.5
192.168.2.1
172.16.0.4
10.0.1.1
192.168.1.1
172.16.0.1 
10.0.0.1

ips03.txt

192.168.1.6
172.16.1.1
10.0.2.1
192.168.1.7
192.168.3.1
172.16.0.5
10.0.0.5
192.168.1.1
172.16.0.1
10.0.0.3

使用MR框架，实现网址去重

三、完成任务

（一）准备数据

1、在虚拟机上创建文本文件

在master虚拟机上使用文本编辑器创建三个文件：ips01.txt, ips02.txt, ips03.txt，并确保每个文件内存储的是纯文本格式的IP地址列表。

2、上传文件到HDFS指定目录

在master虚拟机上创建HDFS上的/deduplicate/input目录，用于存放待处理的原始数据文件。
执行命令：hdfs dfs -mkdir -p /deduplicate/input

将本地创建的三个文本文件上传至HDFS的/deduplicate/input目录

hdfs dfs -put ips01.txt /deduplicate/input/
hdfs dfs -put ips02.txt /deduplicate/input/
hdfs dfs -put ips03.txt /deduplicate/input/

执行上述命令

（二）实现步骤

说明：集成开发环境IntelliJ IDEA版本 - 2022.3

1、创建Maven项目

Maven项目 - MRDeduplicateIPs，设置了JDK版本 - 1.8，组标识 - net.huawei.mr
单击【Create】按钮，得到初始化项目

2、添加相关依赖

在pom.xml文件里添加hadoop-client和junit依赖

<dependencies>                                   
    <!--hadoop客户端-->                             
    <dependency>                                 
        <groupId>org.apache.hadoop</groupId>     
        <artifactId>hadoop-client</artifactId>   
        <version>3.3.4</version>                 
    </dependency>                                
    <!--单元测试框架-->                                
    <dependency>                                 
        <groupId>junit</groupId>                 
        <artifactId>junit</artifactId>           
        <version>4.13.2</version>                
    </dependency>                                
</dependencies>

刷新项目依赖

3、创建日志属性文件

在resources目录里创建log4j.properties文件

log4j.rootLogger=ERROR, stdout, logfile
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
log4j.appender.logfile=org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.logfile.File=target/deduplicateips.log
log4j.appender.logfile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.logfile.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n

4、创建网址去重映射器类

创建net.huawei.mr包，在包里创建DeduplicateIPsMapper类

package net.huawei.mr;

import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

import java.io.IOException;

/**
 * 功能：网址去重映射器类
 * 作者：华卫
 * 日期：2024年01月05日
 */
public class DeduplicateIPsMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, NullWritable> {
    @Override
    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) 
            throws IOException, InterruptedException {
        // 获取行内容
        String ip = value.toString();
        // 将<ip,null>键值对写入中间结果
        context.write(new Text(ip), NullWritable.get());
        
    }
}

这段代码是Hadoop MapReduce编程框架中的一个Mapper类实现，名为DeduplicateIPsMapper，用于处理URL去重问题。虽然注释中提到的是“网址去重”，但实际代码逻辑仅针对IP地址进行操作。
在Map阶段，该类继承自org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper<LongWritable, Text, Text, NullWritable>
输入键类型为LongWritable，通常表示文本行号；
输入值类型为Text，存储一行原始数据（在这里应是IP地址）；
输出键类型为Text，用于输出去重后的IP地址；
输出值类型为NullWritable，由于此处仅需去重并不需要具体值，所以使用空值。
map()方法是Mapper的主体逻辑部分，在每次调用时接收一行输入数据（键和值）。它首先将输入值（即每行文本内容）转换成字符串类型的IP地址，然后将这个IP地址作为新的键输出，并与NullWritable类型的空值一起写入到中间结果中。通过这种方式，Map阶段结束后，相同的IP地址会被归并到一起，以便后续Reducer阶段进一步处理以达到去重的目的。

5、创建网址去重归并器类

在net.huawei.mr包里创建DeduplicateIPsReducer

package net.huawei.mr;

import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

import java.io.IOException;

/**
 * 功能：网址去重归并器类
 * 作者：华卫
 * 日期：2024年01月05日
 */
public class DeduplicateIPsReducer extends Reducer<Text, NullWritable, Text, NullWritable> {
    @Override
    protected void reduce(Text key, Iterable<NullWritable> values, Context context) 
            throws IOException, InterruptedException {
        // 不遍历值迭代器，就可以实现键去重
        context.write(key, NullWritable.get());        
    }
}

这段代码是Hadoop MapReduce编程框架中的一个Reducer类实现，名为DeduplicateIPsReducer，用于处理URL去重问题。尽管注释中提到的是“网址去重”，但实际代码逻辑只针对IP地址进行操作。
在Reduce阶段，该类继承自org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer<Text, NullWritable, Text, NullWritable>
输入键类型为Text，存储Map阶段输出的去重后的IP地址；
输入值类型为Iterable<NullWritable>，由于Mapper阶段输出的值为NullWritable，因此这里接收一组空值；
输出键类型仍为Text，保持与Mapper阶段一致，输出去重后的唯一IP地址；
输出值类型也仍为NullWritable，表示在这个任务中我们仅关注IP地址的去重，不需要额外信息。
reduce()方法是Reducer的核心逻辑部分，在此场景下，当多个相同的IP地址（键）被归并到一起时，无需遍历值迭代器（因为所有值都是NullWritable的空值），只需将接收到的每个唯一的IP地址作为键输出即可，从而达到去除重复IP的目的。通过这种方式，Reduce阶段结束后，输出结果中每个IP地址都只出现一次。

6、创建网址去重统计驱动器类

在net.huawei.mr包里，创建DeduplicateIPsDriver类

package net.huawei.mr;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.FSDataInputStream;
import org.apache.hadoop.fs.FileStatus;
import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IOUtils;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

import java.net.URI;

/**
 * 功能：网址去重驱动器类
 * 作者：华卫
 * 日期：2024年01月05日
 */
public class DeduplicateIPsDriver {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建配置对象
        Configuration conf = new Configuration();
        // 设置客户端使用数据节点主机名属性
        conf.set("dfs.client.use.datanode.hostname", "true");

        // 获取作业实例
        Job job = Job.getInstance(conf);
        // 设置作业启动类
        job.setJarByClass(DeduplicateIPsDriver.class);

        // 设置Mapper类
        job.setMapperClass(DeduplicateIPsMapper.class);
        // 设置map任务输出键类型
        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
        // 设置map任务输出值类型
        job.setMapOutputValueClass(NullWritable.class);

        // 设置Reducer类
        job.setReducerClass(DeduplicateIPsReducer.class);
        // 设置reduce任务输出键类型
        job.setOutputKeyClass(Text.class);
        // 设置reduce任务输出值类型
        job.setOutputValueClass(NullWritable.class);

        // 定义uri字符串
        String uri = "hdfs://master:9000";

        // 创建输入目录
        Path inputPath = new Path(uri + "/deduplicate/input");
        // 创建输出目录
        Path outputPath = new Path(uri + "/deduplicate/output");

        // 获取文件系统
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI(uri), conf);
        // 删除输出目录（第二个参数设置是否递归）
        fs.delete(outputPath, true);

        // 给作业添加输入目录（允许多个）
        FileInputFormat.addInputPath(job, inputPath);
        // 给作业设置输出目录（只能一个）
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, outputPath);

        // 等待作业完成
        job.waitForCompletion(true);

        // 输出统计结果
        System.out.println("======统计结果======");
        FileStatus[] fileStatuses = fs.listStatus(outputPath);
        for (int i = 1; i < fileStatuses.length; i++) {
            // 输出结果文件路径
            System.out.println(fileStatuses[i].getPath());
            // 获取文件系统数据字节输入流
            FSDataInputStream in = fs.open(fileStatuses[i].getPath());
            // 将结果文件显示在控制台
            IOUtils.copyBytes(in, System.out, 4096, false);
        }
    }
}

这段代码是Hadoop MapReduce框架下的一个驱动器类（Driver）实现，名为DeduplicateIPsDriver，用于处理URL去重问题。它主要负责设置MapReduce作业的相关配置信息，并启动整个作业流程。

首先创建一个Hadoop Configuration对象并设置相关属性，如“dfs.client.use.datanode.hostname”，以便正确连接到HDFS数据节点。
初始化Job实例，并通过job.setJarByClass()方法指定作业的主类（即该驱动器类），使得Hadoop能够找到运行作业所需的JAR包。
设置作业的Mapper和Reducer类分别为DeduplicateIPsMapper和DeduplicateIPsReducer，同时设定它们的输入输出键值类型。
定义HDFS上输入与输出目录的URI路径，并使用FileSystem API获取文件系统实例，删除预先存在的输出目录以确保每次运行时结果都是新的。
将输入目录添加到作业中，设置唯一的输出目录。
调用job.waitForCompletion(true)方法启动并等待作业完成。
作业完成后，遍历输出目录下的所有文件（除成功标志文件外），打开每个文件并将其内容读取并打印到控制台，从而展示去重后的结果。

总之，此驱动器类将配置、初始化及执行一个完整的MapReduce作业，该作业的主要功能是对存储在HDFS上的IP地址进行去重处理。

7、启动应用，查看结果

运行DeduplicateIPsDriver类，查看结果

四、实战总结

本实战项目利用Hadoop MapReduce框架，通过自定义的DeduplicateIPsMapper和DeduplicateIPsReducer类处理三个文本文件中的IP地址数据。Mapper阶段读取每行IP并作为键输出，Reducer阶段对相同键（IP）进行归并去重。在DeduplicateIPsDriver驱动类中配置了作业属性、输入输出路径以及Map和Reduce阶段所使用的类，并成功执行了任务。最终，从原始文本数据中提取出一份不重复的IP地址集合。整个过程展示了MapReduce框架高效处理大规模数据集及实现特定业务逻辑的能力。

文章来源:https://blog.csdn.net/howard2005/article/details/135418249
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