YARN：Hadoop集群资源管理与调度

# 第一章：Hadoop集群资源管理简介 ## 1.1 传统Hadoop集群资源管理挑战 传统的Hadoop MapReduce框架中，资源管理和作业调度是由JobTracker完成的，它既负责作业的调度，又负责资源的管理，存在单点故障问题。此外，在大规模集群中，JobTracker的性能也成为了瓶颈，难以满足海量作业的管理和调度需求。 ## 1.2 YARN出现的背景与意义 为了解决传统Hadoop集群中资源管理的问题，YARN（Yet Another Resource Negotiator）应运而生。YARN将资源管理和作业调度分离，使得资源管理单元和作业管理单元解耦，提高了集群的稳定性和伸缩性。 ## 1.3 YARN架构概述 YARN的架构包括ResourceManager（资源管理器）和NodeManager（节点管理器）两个核心组件。ResourceManager负责整个集群的资源管理和作业调度，而NodeManager负责管理单个节点上的资源。另外，YARN还引入了ApplicationMaster来管理作业的执行过程。 ## 第二章：YARN组件深度解析 ### 2.1 ResourceManager：集群资源管理器 ResourceManager是YARN的核心组件之一，它负责整个集群的资源管理。它的主要功能包括： - **资源调度**：ResourceManager通过调度算法决定哪个应用程序在哪个节点上运行，并根据节点的可用资源进行合适的资源分配。 - **容错性**：ResourceManager会对节点的状态进行监控，当节点发生故障时，会重新分配该节点上运行的应用程序。 - **跨用户公平性**：ResourceManager采用公平调度器（Fair Scheduler）来确保集群资源在不同用户之间以公平的方式共享。 ### 2.2 NodeManager：节点管理器 NodeManager是YARN的另一个核心组件，每个运行YARN任务的节点上都有一个NodeManager进程。它的主要功能包括： - **资源监控**：NodeManager会定期向ResourceManager汇报节点的资源使用情况，包括CPU、内存、磁盘等。 - **任务执行环境**：NodeManager负责启动和监控运行在该节点上的应用程序和任务，并提供任务执行的环境。 - **容错性**：当NodeManager发生故障时，ResourceManager会重新分配该节点上运行的应用程序。 ### 2.3 ApplicationMaster：应用程序管理器 每个运行在YARN上的应用程序都有一个与之对应的ApplicationMaster，它负责与ResourceManager进行通信并管理应用程序的执行。 ApplicationMaster的主要功能包括： - **资源申请与分配**：ApplicationMaster向ResourceManager申请所需的资源，并在资源分配后进行任务调度。 - **任务监控与重启**：ApplicationMaster负责监控应用程序中各个任务的状态，并在任务失败时重新启动任务。 - **进度监控与报告**：ApplicationMaster会定期向ResourceManager报告应用程序的执行进度和状态。 以上是YARN的主要组件，它们共同协作，实现了对Hadoop集群中资源的高效管理和任务调度。在实际应用中，了解这些组件的内部工作原理对于提升集群的性能和稳定性非常重要。 ## 第三章：YARN资源管理流程剖析 YARN的资源管理流程主要涉及到客户端提交应用程序流程、ResourceManager资源分配流程和NodeManager资源监控与汇报流程。本章将对这几个关键流程进行详细解析。 ### 3.1 客户端提交应用程序流程 在YARN中，应用程序由客户端提交到ResourceManager进行资源分配和调度。以下是客户端提交应用程序的流程： 1. 客户端通过YARN API与ResourceManager建立连接。 2. 客户端构建一个SubmitApplicationRequest对象，包含应用程序相关的信息，如应用程序的类型、启动命令、资源需求等。 3. 客户端调用ResourceManager的submitApplication方法，向ResourceManager提交应用程序请求。 4. ResourceManager在接收到应用程序请求后，根据调度器的策略进行资源分配，并为应用