Spark面試

04-19

1、簡答說一下hadoop的map-reduce編程模型

首先map task會從本地文件系統讀取數據，轉換成key-value形式的鍵值對集合

使用的是hadoop內置的數據類型，比如longwritable、text等

將鍵值對集合輸入mapper進行業務處理過程，將其轉換成需要的key-value在輸出

之後會進行一個partition分區操作，默認使用的是hashpartitioner，可以通過重寫hashpartitioner的getpartition方法來自定義分區規則

之後會對key進行進行sort排序，grouping分組操作將相同key的value合併分組輸出，在這裡可以使用自定義的數據類型，重寫WritableComparator的Comparator方法來自定義排序規則，重寫RawComparator的compara方法來自定義分組規則

之後進行一個combiner歸約操作，其實就是一個本地段的reduce預處理，以減小後面shufle和reducer的工作量

reduce task會通過網路將各個數據收集進行reduce處理，最後將數據保存或者顯示，結束整個job

2、hadoop的TextInputFormat作用是什麼，如何自定義實現

InputFormat會在map操作之前對數據進行兩方面的預處理

1是getSplits，返回的是InputSplit數組，對數據進行split分片，每片交給map操作一次

2是getRecordReader，返回的是RecordReader對象，對每個split分片進行轉換為key-value鍵值對格式傳遞給map

常用的InputFormat是TextInputFormat，使用的是LineRecordReader對每個分片進行鍵值對的轉換，以行偏移量作為鍵，行內容作為值

自定義類繼承InputFormat介面，重寫createRecordReader和isSplitable方法

在createRecordReader中可以自定義分隔符

3、hadoop和spark的都是並行計算，那麼他們有什麼相同和區別

兩者都是用mr模型來進行並行計算，hadoop的一個作業稱為job，job裡面分為map task和reduce task，每個task都是在自己的進程中運行的，當task結束時，進程也會結束

spark用戶提交的任務成為application，一個application對應一個sparkcontext，app中存在多個job，每觸發一次action操作就會產生一個job

這些job可以並行或串列執行，每個job中有多個stage，stage是shuffle過程中DAGSchaduler通過RDD之間的依賴關係劃分job而來的，每個stage裡面有多個task，組成taskset有TaskSchaduler分發到各個executor中執行，executor的生命周期是和app一樣的，即使沒有job運行也是存在的，所以task可以快速啟動讀取內存進行計算

hadoop的job只有map和reduce操作，表達能力比較欠缺而且在mr過程中會重複的讀寫hdfs，造成大量的io操作，多個job需要自己管理關係

spark的迭代計算都是在內存中進行的，API中提供了大量的RDD操作如join，groupby等，而且通過DAG圖可以實現良好的容錯

4、為什麼要用flume導入hdfs，hdfs的構架是怎樣的

flume可以實時的導入數據到hdfs中，當hdfs上的文件達到一個指定大小的時候會形成一個文件，或者超過指定時間的話也形成一個文件

文件都是存儲在datanode上面的，namenode記錄著datanode的元數據信息，而namenode的元數據信息是存在內存中的，所以當文件切片很小或者很多的時候會卡死

5、map-reduce程序運行的時候會有什麼比較常見的問題

比如說作業中大部分都完成了，但是總有幾個reduce一直在運行

這是因為這幾個reduce中的處理的數據要遠遠大於其他的reduce，可能是因為對鍵值對任務劃分的不均勻造成的數據傾斜

解決的方法可以在分區的時候重新定義分區規則對於value數據很多的key可以進行拆分、均勻打散等處理，或者是在map端的combiner中進行數據預處理的操作

6、簡單說一下hadoop和spark的shuffle過程

hadoop：map端保存分片數據，通過網路收集到reduce端

spark：spark的shuffle是在DAGSchedular劃分Stage的時候產生的，TaskSchedule要分發Stage到各個worker的executor

減少shuffle可以提高性能

7、Hive中存放是什麼？

表。

存的是和hdfs的映射關係，hive是邏輯上的數據倉庫，實際操作的都是hdfs上的文件，HQL就是用sql語法來寫的mr程序。

8、Hive與關係型資料庫的關係？

沒有關係，hive是數據倉庫，不能和資料庫一樣進行實時的CURD操作。

是一次寫入多次讀取的操作，可以看成是ETL工具。

9、Flume工作機制是什麼？

核心概念是agent，裡面包括source、chanel和sink三個組件。

source運行在日誌收集節點進行日誌採集，之後臨時存儲在chanel中，sink負責將chanel中的數據發送到目的地。

只有成功發送之後chanel中的數據才會被刪除。

首先書寫flume配置文件，定義agent、source、chanel和sink然後將其組裝，執行flume-ng命令。

10、Sqoop工作原理是什麼？

hadoop生態圈上的數據傳輸工具。

可以將關係型資料庫的數據導入非結構化的hdfs、hive或者bbase中，也可以將hdfs中的數據導出到關係型資料庫或者文本文件中。

使用的是mr程序來執行任務，使用jdbc和關係型資料庫進行交互。

import原理：通過指定的分隔符進行數據切分，將分片傳入各個map中，在map任務中在每行數據進行寫入處理沒有reduce。

export原理：根據要操作的表名生成一個java類，並讀取其元數據信息和分隔符對非結構化的數據進行匹配，多個map作業同時執行寫入關係型資料庫

11、Hbase行健列族的概念，物理模型，表的設計原則？

行健：是hbase表自帶的，每個行健對應一條數據。

列族：是創建表時指定的，為列的集合，每個列族作為一個文件單獨存儲，存儲的數據都是位元組數組，其中的數據可以有很多，通過時間戳來區分。

物理模型：整個hbase表會拆分為多個region，每個region記錄著行健的起始點保存在不同的節點上，查詢時就是對各個節點的並行查詢，當region很大時使用.META表存儲各個region的起始點，-ROOT又可以存儲.META的起始點。

rowkey的設計原則：各個列簇數據平衡，長度原則、相鄰原則，創建表的時候設置表放入regionserver緩存中，避免自動增長和時間，使用位元組數組代替string，最大長度64kb，最好16位元組以內，按天分表，兩個位元組散列，四個位元組存儲時分毫秒。

列族的設計原則：儘可能少（按照列族進行存儲，按照region進行讀取，不必要的io操作），經常和不經常使用的兩類數據放入不同列族中，列族名字儘可能短。

12、Spark Streaming和Storm有何區別？

一個實時毫秒一個準實時亞秒，不過storm的吞吐率比較低。

13、mllib支持的演算法？

大體分為四大類，分類、聚類、回歸、協同過濾。

14、簡答說一下hadoop的map-reduce編程模型？

首先map task會從本地文件系統讀取數據，轉換成key-value形式的鍵值對集合。

將鍵值對集合輸入mapper進行業務處理過程，將其轉換成需要的key-value在輸出。

之後會進行一個partition分區操作，默認使用的是hashpartitioner，可以通過重寫hashpartitioner的getpartition方法來自定義分區規則。

之後會對key進行進行sort排序，grouping分組操作將相同key的value合併分組輸出。

在這裡可以使用自定義的數據類型，重寫WritableComparator的Comparator方法來自定義排序規則，重寫RawComparator的compara方法來自定義分組規則。

之後進行一個combiner歸約操作，其實就是一個本地段的reduce預處理，以減小後面shufle和reducer的工作量。

reduce task會通過網路將各個數據收集進行reduce處理，最後將數據保存或者顯示，結束整個job。

15、Hadoop平台集群配置、環境變數設置？

zookeeper：修改zoo.cfg文件，配置dataDir，和各個zk節點的server地址埠，tickTime心跳時間默認是2000ms，其他超時的時間都是以這個為基礎的整數倍，之後再dataDir對應目錄下寫入myid文件和zoo.cfg中的server相對應。

hadoop：修改

hadoop-env.sh配置java環境變數

core-site.xml配置zk地址，臨時目錄等

hdfs-site.xml配置nn信息，rpc和http通信地址，nn自動切換、zk連接超時時間等

yarn-site.xml配置resourcemanager地址

mapred-site.xml配置使用yarn

slaves配置節點信息

格式化nn和zk。

hbase：修改

hbase-env.sh配置java環境變數和是否使用自帶的zk

hbase-site.xml配置hdfs上數據存放路徑，zk地址和通訊超時時間、master節點

regionservers配置各個region節點

zoo.cfg拷貝到conf目錄下

spark：

安裝Scala

修改spark-env.sh配置環境變數和master和worker節點配置信息

環境變數的設置：直接在/etc/profile中配置安裝的路徑即可，或者在當前用戶的宿主目錄下，配置在.bashrc文件中，該文件不用source重新打開shell窗口即可，配置在.bash_profile的話只對當前用戶有效。

16、Hadoop性能調優？

調優可以通過系統配置、程序編寫和作業調度演算法來進行。

hdfs的block.size可以調到128/256（網路很好的情況下，默認為64）

調優的大頭：mapred.map.tasks、mapred.reduce.tasks設置mr任務數（默認都是1）

mapred.tasktracker.map.tasks.maximum每台機器上的最大map任務數

mapred.tasktracker.reduce.tasks.maximum每台機器上的最大reduce任務數

mapred.reduce.slowstart.completed.maps配置reduce任務在map任務完成到百分之幾的時候開始進入

這個幾個參數要看實際節點的情況進行配置，reduce任務是在33%的時候完成copy，要在這之前完成map任務，（map可以提前完成）

mapred.compress.map.output,mapred.output.compress配置壓縮項，消耗cpu提升網路和磁碟io

合理利用combiner

注意重用writable對象

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17、Hadoop高並發？

首先肯定要保證集群的高可靠性，在高並發的情況下不會掛掉，支撐不住可以通過橫向擴展。

datanode掛掉了使用hadoop腳本重新啟動。

18、hadoop的TextInputFormat作用是什麼，如何自定義實現？

InputFormat會在map操作之前對數據進行兩方面的預處理。

1是getSplits，返回的是InputSplit數組，對數據進行split分片，每片交給map操作一次。

2是getRecordReader，返回的是RecordReader對象，對每個split分片進行轉換為key-value鍵值對格式傳遞給map。

常用的InputFormat是TextInputFormat，使用的是LineRecordReader對每個分片進行鍵值對的轉換，以行偏移量作為鍵，行內容作為值。

自定義類繼承InputFormat介面，重寫createRecordReader和isSplitable方法。

在createRecordReader中可以自定義分隔符。

19、hadoop和spark的都是並行計算，那麼他們有什麼相同和區別？

兩者都是用mr模型來進行並行計算，hadoop的一個作業稱為job，job裡面分為map task和reduce task，每個task都是在自己的進程中運行的，當task結束時，進程也會結束。

spark用戶提交的任務成為application，一個application對應一個sparkcontext，app中存在多個job，每觸發一次action操作就會產生一個job。

hadoop的job只有map和reduce操作，表達能力比較欠缺而且在mr過程中會重複的讀寫hdfs，造成大量的io操作，多個job需要自己管理關係。

spark的迭代計算都是在內存中進行的，API中提供了大量的RDD操作如join，groupby等，而且通過DAG圖可以實現良好的容錯。

20、為什麼要用flume導入hdfs，hdfs的構架是怎樣的？

flume可以實時的導入數據到hdfs中，當hdfs上的文件達到一個指定大小的時候會形成一個文件，或者超過指定時間的話也形成一個文件。

文件都是存儲在datanode上面的，namenode記錄著datanode的元數據信息，而namenode的元數據信息是存在內存中的，所以當文件切片很小或者很多的時候會卡死。

21、map-reduce程序運行的時候會有什麼比較常見的問題？

比如說作業中大部分都完成了，但是總有幾個reduce一直在運行。

這是因為這幾個reduce中的處理的數據要遠遠大於其他的reduce，可能是因為對鍵值對任務劃分的不均勻造成的數據傾斜。

解決的方法可以在分區的時候重新定義分區規則對於value數據很多的key可以進行拆分、均勻打散等處理，或者是在map端的combiner中進行數據預處理的操作。

22、簡單說一下hadoop和spark的shuffle過程？

hadoop：map端保存分片數據，通過網路收集到reduce端。

spark：spark的shuffle是在DAGSchedular劃分Stage的時候產生的，TaskSchedule要分發Stage到各個worker的executor。

減少shuffle可以提高性能。

23、RDD機制？

rdd分散式彈性數據集，簡單的理解成一種數據結構，是spark框架上的通用貨幣。

所有運算元都是基於rdd來執行的，不同的場景會有不同的rdd實現類，但是都可以進行互相轉換。

rdd執行過程中會形成dag圖，然後形成lineage保證容錯性等。

從物理的角度來看rdd存儲的是block和node之間的映射。

24、spark有哪些組件？

（1）master：管理集群和節點，不參與計算。

（2）worker：計算節點，進程本身不參與計算，和master彙報。

（3）Driver：運行程序的main方法，創建spark context對象。

（4）spark context：控制整個application的生命周期，包括dagsheduler和task scheduler等組件。

（5）client：用戶提交程序的入口。

25、spark工作機制？

用戶在client端提交作業後，會由Driver運行main方法並創建spark context上下文。

執行add運算元，形成dag圖輸入dagscheduler，按照add之間的依賴關係劃分stage輸入task scheduler。

task scheduler會將stage劃分為task set分發到各個節點的executor中執行。

26、spark的優化怎麼做？

通過spark-env文件、程序中sparkconf和set property設置。

（1）計算量大，形成的lineage過大應該給已經緩存了的rdd添加checkpoint，以減少容錯帶來的開銷。

（2）小分區合併，過小的分區造成過多的切換任務開銷，使用repartition。

27、kafka工作原理？

producer向broker發送事件，consumer從broker消費事件。

事件由topic區分開，每個consumer都會屬於一個group。

相同group中的consumer不能重複消費事件，而同一事件將會發送給每個不同group的consumer。

28、ALS演算法原理？

答：對於user-product-rating數據，als會建立一個稀疏的評分矩陣，其目的就是通過一定的規則填滿這個稀疏矩陣。

als會對稀疏矩陣進行分解，分為用戶-特徵值，產品-特徵值，一個用戶對一個產品的評分可以由這兩個矩陣相乘得到。

通過固定一個未知的特徵值，計算另外一個特徵值，然後交替反覆進行最小二乘法，直至差平方和最小，即可得想要的矩陣。

29、kmeans演算法原理？

隨機初始化中心點範圍，計算各個類別的平均值得到新的中心點。

重新計算各個點到中心值的距離劃分，再次計算平均值得到新的中心點，直至各個類別數據平均值無變化。

30、canopy演算法原理？

根據兩個閾值來劃分數據，以隨機的一個數據點作為canopy中心。

計算其他數據點到其的距離，劃入t1、t2中，劃入t2的從數據集中刪除，劃入t1的其他數據點繼續計算，直至數據集中無數據。

31、樸素貝葉斯分類演算法原理？

對於待分類的數據和分類項，根據待分類數據的各個特徵屬性，出現在各個分類項中的概率判斷該數據是屬於哪個類別的。

32、關聯規則挖掘演算法apriori原理？

一個頻繁項集的子集也是頻繁項集，針對數據得出每個產品的支持數列表，過濾支持數小於預設值的項，對剩下的項進行全排列，重新計算支持數，再次過濾，重複至全排列結束，可得到頻繁項和對應的支持數。