【Hadoop学习之MapReduce】_17Hadoop序列化

一、序列化概述

（一）什么是序列化

​序列化就是把内存中的对象，转换成字节序列（或其他数据传输协议）以便于存储到磁盘（持久化）和网络传输。

​反序列化就是将收到的字节序列（或其他数据传输协议）或者是磁盘的持久化数据，转换成内存中的对象。

（二）为什么要序列化

​一般来说，“活的”对象只生存在内存里，关机断电就没有了。而且“活的”对象只能由本地的进程使用，不能被发送到网络上的另外一台计算机。然而序列化可以存储“活的”对象，可以将“活的”对象发送到远程计算机。

（三）为什么不用Java的序列化

​Java的序列化是一个重量级序列化框架（Serializable），一个对象序列化后，会附带很多额外的信息（各种校验信息，Header，继承体系等），不便于在网络中高效传输。所以，Hadoop自己开发了一套序列化机制（Writable）。

（四）Hadoop序列化特点

1. 紧凑：高效使用存储空间；
2. 快速：读写数据的额外开销小；
3. 可扩展：随着通信协议的升级而升级；
4. 互操作：支持多语言交互。

二、自定义bean对象实现序列化接口（Writable）

在企业开发中往往常用的基本序列化类型不能满足所有需求，比如在Hadoop框架内部传递一个bean对象，那么该对象就需要实现序列化接口。

实现bean对象序列化步骤：

1. 必须实现Writable接口；

2. 反序列化时，需要反射调用空参构造函数，所以必须有空参构造

   public FlowBean() {
   	super();
   }
   

3. 重写序列化方法

   @Override
   public void write(DataOutput out) throws IOException {
   	out.writeLong(upFlow);
   	out.writeLong(downFlow);
   	out.writeLong(sumFlow);
   }
   

4. 重写反序列化方法

   @Override
   public void readFields(DataInput in) throws IOException {
   	upFlow = in.readLong();
   	downFlow = in.readLong();
   	sumFlow = in.readLong();
   }
   

5. 注意反序列化的顺序和序列化的顺序完全一致

6. 要想把结果显示在文件中，需要重写toString()，可用”\t”分开，方便后续用

7. 如果需要将自定义的bean放在key中传输，则还需要实现Comparable接口，因为MapReduce框中的Shuffle过程要求对key必须能排序（详见后面案例）

   @Override
   public int compareTo(FlowBean o) {
   	// 倒序排列，从大到小
   	return this.sumFlow > o.getSumFlow() ? -1 : 1;
   }
   

三、序列化案例实操

（一）序列化案例分析

0. 需求

   统计每一个手机号耗费的总上行流量、下行流量、总流量

1. 输入数据格式

   7 	13560436666	  120.196.100.99	1116		 954		200
   id	手机号码		  网络ip				上行流量  	 下行流量    网络状态码
   

2. 期望输出数据格式

   13560436666 	1116		   954 		   2070
   手机号码		    上行流量        下行流量	   总流量
   

3. Map阶段

   （1）读取一行数据，切分字段

   （2）抽取手机号、上行流量、下行流量

   （3）以手机号为key，bean对象为value输出

   （4）bean对象若想传输，必须实现序列化接口

4. Reduce阶段

   累加上行流量和下行流量得到总流量

（二）编写程序

1. 创建包名：com.easysir.flowsum

2. 创建FlowBean类，用于流量统计

   package com.easysir.flowsum;
   
   import org.apache.hadoop.io.Writable;
   
   import java.io.DataInput;
   import java.io.DataOutput;
   import java.io.IOException;
   
   // 1 实现writable接口
   public class FlowBean implements Writable{
   
       private long upFlow;
       private long downFlow;
       private long sumFlow;
   
       // 2 反序列化时，需要反射调用空参构造函数，所以必须有
       public FlowBean() {
           super();
       }
   
       public FlowBean(long upFlow, long downFlow) {
           super();
           this.upFlow = upFlow;
           this.downFlow = downFlow;
           this.sumFlow = upFlow + downFlow;
       }
   
       // 3 重写序列化方法
       @Override
       public void write(DataOutput out) throws IOException {
           out.writeLong(upFlow);
           out.writeLong(downFlow);
           out.writeLong(sumFlow);
       }
   
       // 4 重写反序列化方法
       // 5 反序列化方法读顺序必须和写序列化方法的写顺序必须一致
       @Override
       public void readFields(DataInput in) throws IOException {
           this.upFlow  = in.readLong();
           this.downFlow = in.readLong();
           this.sumFlow = in.readLong();
       }
   
       // 6 重写toString方法，方便后续打印到文本
       @Override
       public String toString() {
           return upFlow + "\t" + downFlow + "\t" + sumFlow;
       }
   
       public long getUpFlow() {
           return upFlow;
       }
   
       public void setUpFlow(long upFlow) {
           this.upFlow = upFlow;
       }
   
       public long getDownFlow() {
           return downFlow;
       }
   
       public void setDownFlow(long downFlow) {
           this.downFlow = downFlow;
       }
   
       public long getSumFlow() {
           return sumFlow;
       }
   
       public void setSumFlow(long sumFlow) {
           this.sumFlow = sumFlow;
       }
   }
   

3. 创建FlowCountMapper类

   package com.easysir.flowsum;
   
   import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
   import org.apache.hadoop.io.Text;
   import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;
   
   import java.io.IOException;
   
   public class FlowCountMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, FlowBean>{
   
       FlowBean v = new FlowBean();
       Text k = new Text();
   
       @Override
       protected void map(LongWritable key, Text value, Context context)	throws IOException, InterruptedException {
   
           // 1 获取一行
           String line = value.toString();
   
           // 2 切割字段
           String[] fields = line.split("\t");
   
           // 3 封装对象
           // 取出手机号码
           String phoneNum = fields[1];
   
           // 取出上行流量和下行流量
           long upFlow = Long.parseLong(fields[fields.length - 3]);
           long downFlow = Long.parseLong(fields[fields.length - 2]);
   
           k.set(phoneNum);
           v.setUpFlow(upFlow);
           v.setDownFlow(downFlow);
   
           // 4 写出
           context.write(k, v);
       }
   }
   

4. 创建FlowCountReducer类

   package com.easysir.flowsum;
   
   import org.apache.hadoop.io.Text;
   import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;
   
   import java.io.IOException;
   
   public class FlowCountReducer extends Reducer<Text, FlowBean, Text, FlowBean> {
   
       @Override
       protected void reduce(Text key, Iterable<FlowBean> values, Context context)throws IOException, InterruptedException {
   
           long sum_upFlow = 0;
           long sum_downFlow = 0;
   
           // 1 遍历所用bean，将其中的上行流量，下行流量分别累加
           for (FlowBean flowBean : values) {
               sum_upFlow += flowBean.getUpFlow();
               sum_downFlow += flowBean.getDownFlow();
           }
   
           // 2 封装对象
           FlowBean resultBean = new FlowBean(sum_upFlow, sum_downFlow);
   
           // 3 写出
           context.write(key, resultBean);
       }
   }
   

5. 创建FlowsumDriver类

   package com.easysir.flowsum;
   
   import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
   import org.apache.hadoop.fs.Path;
   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.io.IOException;
   
   public class FlowsumDriver {
   
       public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, IOException, ClassNotFoundException, InterruptedException {
   
           // 输入输出路径需要根据自己电脑上实际的输入输出路径设置
           args = new String[] { "input/phone_data.txt", "output" };
   
           // 1 获取配置信息，或者job对象实例
           Configuration configuration = new Configuration();
           Job job = Job.getInstance(configuration);
   
           // 6 指定本程序的jar包所在的本地路径
           job.setJarByClass(FlowsumDriver.class);
   
           // 2 指定本业务job要使用的mapper/Reducer业务类
           job.setMapperClass(FlowCountMapper.class);
           job.setReducerClass(FlowCountReducer.class);
   
           // 3 指定mapper输出数据的kv类型
           job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
           job.setMapOutputValueClass(FlowBean.class);
   
           // 4 指定最终输出的数据的kv类型
           job.setOutputKeyClass(Text.class);
           job.setOutputValueClass(FlowBean.class);
   
           // 5 指定job的输入原始文件所在目录
           FileInputFormat.setInputPaths(job, new Path(args[0]));
           FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(args[1]));
   
           // 7 将job中配置的相关参数，以及job所用的java类所在的jar包， 提交给yarn去运行
           boolean result = job.waitForCompletion(true);
           System.exit(result ? 0 : 1);
       }
   }
   

（三）运行程序