使用MapReduce找到数字的平均值



我一直在尝试编写一些代码来使用MapReduce找到数字的平均值。

正在尝试使用全局计数器来实现我的目标,但我无法在映射器的map方法中设置计数器值,也无法在化简器的reduce方法中检索计数器值。

我是否必须在map中使用全局计数器(例如,使用提供的Reporter incrCounter(key, amount)(?或者你会建议任何不同的逻辑来获得一些数字的平均值吗?

逻辑很简单:如果所有数字都具有相同的键,则映射器将发送您想要查找具有相同的平均值的所有值。因此,在化简器中,您可以对迭代器中的值求和。然后,您可以保留一个计数器来记录迭代器工作的时间,这解决了要平均多少项的问题。最后,在迭代器之后,您可以通过将总和除以项目数来找到平均值。

请注意,如果组合器类设置为与化简器相同的类,则此逻辑将不起作用...

使用所有 3 个映射器/组合器/化简器来解决问题。请参阅以下链接以获取完整的代码和解释

http://alchemistviews.blogspot.com/2013/08/calculate-average-in-map-reduce-using.html

平均值是总和/大小。如果总和类似于 sum = k1 + k2 + k3 + ...,您可以在求和后或求和期间除以大小。所以平均值也是 k1/大小 + k2/大小 + k3/大小 + ...

Java 8 代码很简单:

    public double average(List<Valuable> list) {
      final int size = list.size();
      return list
            .stream()
            .mapToDouble(element->element.someValue())
            .reduce(0,(sum,x)->sum+x/size);
    }

因此,您首先将列表中的元素的每个值映射到双倍,然后通过 reduce 函数进行求和。

算术平均值是一个聚合函数,它不是分布函数,而是代数函数。根据Han等人的说法,在以下情况下,聚合函数是分布式的:

[...

]可以按如下方式计算[...]。假设 [..] 数据被分区为 n 个集合。我们将函数应用于每个分区,从而生成 n 个聚合值。如果将函数应用于 n 个聚合值派生的结果与将函数应用于整个数据集(不分区(派生的结果相同,则可以以分布式方式计算函数。

或者换句话说,它必须是结合和交换的。然而,根据Han等人的说法,聚合函数是代数的,如果:

[...]它可以通过具有m个参数(其中m是有界正整数(的代数函数来计算,每个参数都是通过应用分布聚合函数获得的。

对于算术平均值,这只是 avg = 总和/计数。显然,您需要额外携带计数。但是,为此使用全局计数器似乎是一种误用。API 描述org.apache.hadoop.mapreduce.Counter如下:

跟踪映射/化简作业进度的命名计数器。

无论如何,计数器通常应用于有关作业的统计信息,而不是作为数据处理本身期间计算的一部分。

因此,在分区中,您所要做的就是将数字相加并跟踪它们的计数以及总和(sum,count(;一个简单的方法可以是像<sum><separator><count>这样的字符串。

在映射器中,计数将始终为 1,总和是原始值本身。为了减少映射文件,您可以使用合并器并处理聚合,例如(sum_1 + ... + sum_n,count_1 + ... + count_n(。这必须在减速器中重复,并通过最终计算总和/计数完成。请记住,此方法独立于使用的密钥!

最后,这里有一个简单的例子,使用洛杉矶警察局的原始犯罪统计数据,它应该计算洛杉矶的"平均犯罪时间":

public class Driver extends Configured implements Tool {
    enum Counters {
        DISCARDED_ENTRY
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ToolRunner.run(new Driver(), args);
    }
    public int run(String[] args) throws Exception {
        Configuration configuration = getConf();
        Job job = Job.getInstance(configuration);
        job.setJarByClass(Driver.class);
        job.setMapperClass(Mapper.class);
        job.setMapOutputKeyClass(LongWritable.class);
        job.setMapOutputValueClass(Text.class);
        job.setCombinerClass(Combiner.class);
        job.setReducerClass(Reducer.class);
        job.setOutputKeyClass(LongWritable.class);
        job.setOutputValueClass(Text.class);
        FileInputFormat.addInputPath(job, new Path(args[0]));
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1]));
        return job.waitForCompletion(true) ? 0 : -1;
    }
}
public class Mapper extends org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper<
    LongWritable,
    Text,
    LongWritable,
    Text
> {
    @Override
    protected void map(
        LongWritable key,
        Text value,
        org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper<
            LongWritable,
            Text,
            LongWritable,
            Text
        >.Context context
    ) throws IOException, InterruptedException {
            // parse the CSV line
            ArrayList<String> values = this.parse(value.toString());
            // validate the parsed values
            if (this.isValid(values)) {
                // fetch the third and the fourth column
                String time = values.get(3);
                String year = values.get(2)
                    .substring(values.get(2).length() - 4);
                // convert time to minutes (e.g. 1542 -> 942)
                int minutes = Integer.parseInt(time.substring(0, 2))
                    * 60 + Integer.parseInt(time.substring(2,4));
                // create the aggregate atom (a/n)
                // with a = time in minutes and n = 1
                context.write(
                    new LongWritable(Integer.parseInt(year)),
                    new Text(Integer.toString(minutes) + ":1")
                );
            } else {
                // invalid line format, so we increment a counter
                context.getCounter(Driver.Counters.DISCARDED_ENTRY)
                    .increment(1);
            }
    }
    protected boolean isValid(ArrayList<String> values) {
        return values.size() > 3 
            && values.get(2).length() == 10 
            && values.get(3).length() == 4;
    }
    protected ArrayList<String> parse(String line) {
        ArrayList<String> values = new ArrayList<>();
        String current = "";
        boolean escaping = false;
        for (int i = 0; i < line.length(); i++){
            char c = line.charAt(i);
            if (c == '"') {
                escaping = !escaping;
            } else if (c == ',' && !escaping) {
                values.add(current);
                current = "";
            } else {
                current += c;
            }
        }
        values.add(current);
        return values;
    }
}
public class Combiner extends org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer<
    LongWritable,
    Text,
    LongWritable,
    Text
> {
    @Override
    protected void reduce(
        LongWritable key,
        Iterable<Text> values,
        Context context
    ) throws IOException, InterruptedException {
        Long n = 0l;
        Long a = 0l;
        Iterator<Text> iterator = values.iterator();
        // calculate intermediate aggregates
        while (iterator.hasNext()) {
            String[] atom = iterator.next().toString().split(":");
            a += Long.parseLong(atom[0]);
            n += Long.parseLong(atom[1]);
        }
        context.write(key, new Text(Long.toString(a) + ":" + Long.toString(n)));
    }
}
public class Reducer extends org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer<
    LongWritable,
    Text,
    LongWritable,
    Text
> {
    @Override
    protected void reduce(
        LongWritable key, 
        Iterable<Text> values, 
        Context context
    ) throws IOException, InterruptedException {
        Long n = 0l;
        Long a = 0l;
        Iterator<Text> iterator = values.iterator();
        // calculate the finale aggregate
        while (iterator.hasNext()) {
            String[] atom = iterator.next().toString().split(":");
            a += Long.parseLong(atom[0]);
            n += Long.parseLong(atom[1]);
        }
        // cut of seconds
        int average = Math.round(a / n);
        // convert the average minutes back to time
        context.write(
            key,
            new Text(
                Integer.toString(average / 60) 
                    + ":" + Integer.toString(average % 60)
            )
        );
    }
}

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