Spark Shuffle之Sort Shuffle

jopen 9年前

源文件放在github，随着理解的深入，不断更新，如有谬误之处，欢迎指正。 原文链接https://github.com/jacksu/utils4s/blob/master/spark-knowledge/md/sort-shuffle.md

正如你所知，spark实现了多种shuffle方法，通过 spark.shuffle.manager来确定。暂时总共有三种：hash shuffle、sort shuffle和tungsten-sort shuffle，从1.2.0开始默认为sort shuffle。本节主要介绍sort shuffle。

从1.2.0开始默认为sort shuffle( spark.shuffle.manager = sort)，实现逻辑类似于Hadoop MapReduce，Hash Shuffle每一个reducers产生一个文件，但是Sort Shuffle只是产生一个按照reducer id排序可索引的文件，这样，只需获取有关文件中的相关数据块的位置信息，并fseek就可以读取指定reducer的数据。但对于rueducer数比较少的情况，Hash Shuffle明显要比Sort Shuffle快，因此Sort Shuffle有个“fallback”计划，对于reducers数少于 “spark.shuffle.sort.bypassMergeThreshold” (200 by default)，我们使用fallback计划，hashing相关数据到分开的文件，然后合并这些文件为一个，具体实现为 BypassMergeSortShuffleWriter 。

在map进行排序，在reduce端应用Timsort[1]进行合并。map端是否容许spill，通过 spark.shuffle.spill 来设置，默认是true。设置为false，如果没有足够的内存来存储map的输出，那么就会导致OOM错误，因此要慎用。

用于存储map输出的内存为： “JVM Heap Size” \* spark.shuffle.memoryFraction \* spark.shuffle.safetyFraction ，默认为 “JVM Heap Size” \* 0.2 \* 0.8 = “JVM Heap Size” \* 0.16 。如果你在同一个执行程序中运行多个线程（设定 spark.executor.cores/ spark.task.cpus 超过1）,每个map任务存储的空间为 “JVM Heap Size” * spark.shuffle.memoryFraction * spark.shuffle.safetyFraction / spark.executor.cores * spark.task.cpus , 默认2个cores，那么为 0.08 * “JVM Heap Size” 。

spark使用AppendOnlyMap存储map输出的数据，利用开源hash函数 MurmurHash3 和平方探测法把key和value保存在相同的array中。这种保存方法可以是spark进行combine。如果spill为true，会在spill前sort。

Sort Shuffle内存的源码级别更详细说明可以参考[4],读写过程可以参考[5]

优点

  1. map创建文件量较少
  2. 少量的IO随机操作，大部分是顺序读写

缺点

  1. 要比Hash Shuffle要慢，需要自己通过 spark.shuffle.sort.bypassMergeThreshold 来设置合适的值。
  2. 如果使用SSD盘存储shuffle数据，那么Hash Shuffle可能更合适。

参考

[1][Timsort原理介绍]( http://blog.csdn.net/yangzhongblog/article/details/8184707 )

[2][形式化方法的逆袭——如何找出Timsort算法和玉兔月球车中的Bug？]( http://bindog.github.io/blog/2015/03/30/use-formal-method-to-find-the-bug-in-timsort-and-lunar-rover/ )

[3][Spark Architecture: Shuffle]( http://0x0fff.com/spark-architecture-shuffle/ )

[4][Spark Sort Based Shuffle内存分析]( http://www.jianshu.com/p/c83bb237caa8 )

[5][Spark Shuffle Write阶段磁盘文件分析]( http://www.jianshu.com/p/2d837bf2dab6 )

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来自： http://www.cnblogs.com/jacksu-tencent/p/5123163.html

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