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Spark生產(chǎn)作業(yè)容錯(cuò)能力的負(fù)面影響有哪些

發(fā)布時(shí)間:2021-12-16 14:05:31 來源:億速云 閱讀:100 作者:iii 欄目:大數(shù)據(jù)

這篇文章主要講解了“Spark生產(chǎn)作業(yè)容錯(cuò)能力的負(fù)面影響有哪些”,文中的講解內(nèi)容簡單清晰,易于學(xué)習(xí)與理解,下面請大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來研究和學(xué)習(xí)“Spark生產(chǎn)作業(yè)容錯(cuò)能力的負(fù)面影響有哪些”吧!

1. Spark TaskLocality

在 Spark 中數(shù)據(jù)本地性通過 TaskLocality 來表示,有如下幾個(gè)級別,

  • PROCESS_LOCAL

  • NODE_LOCAL

  • NO_PREF

  • RACK_LOCAL

  • ANY

從上到下數(shù)據(jù)本地性依次遞減。

Spark 在執(zhí)行前通過數(shù)據(jù)的分區(qū)信息進(jìn)行計(jì)算 Task 的 Locality,Task 總是會被優(yōu)先分配到它要計(jì)算的數(shù)據(jù)所在節(jié)點(diǎn)以盡可能地減少網(wǎng)絡(luò) IO。這個(gè)計(jì)算的過程通過 spark.locality.wait 默認(rèn)為3s,控制這個(gè)計(jì)算的過程。

2. Spark 內(nèi)部容錯(cuò)

原理這里不細(xì)講,簡而言之就是重試。Spark 規(guī)定了同一個(gè) Job 中同一個(gè) Stage 連續(xù)失敗重試的上限(spark.stage.maxConsecutiveAttempts),默認(rèn)為4,也規(guī)定了一個(gè) Stage 中 同一個(gè) Task 可以失敗重試的次數(shù)(spark.task.maxFailures),默認(rèn)為4。當(dāng)其中任何一個(gè)閾值達(dá)到上限,Spark 都會使整個(gè) Job 失敗,停止可能的“無意義”的重試。

3. 數(shù)據(jù)本地性和容錯(cuò)的沖突

我們首先來看一個(gè)例子,如圖所示,圖為 Spark Stage 頁面下 Task Page 的詳細(xì)視圖。

  • 第一列表示該 Task 進(jìn)行了4次重試,所以這個(gè) Task 對應(yīng)的 Job 也因此失敗了。

  • 第三列表示該 Task 的數(shù)據(jù)本地性,都是 NODE_LOCAL 級別,對于一個(gè)從HDFS讀取數(shù)據(jù)的任務(wù),顯然獲得了最優(yōu)的數(shù)據(jù)本地性

  • 第四列表示的是 Executor ID,我們可以看到我們?nèi)蝿?wù)的重試被分配到ID 為5和6兩個(gè) Executor 上

  • 第五列表示我們運(yùn)行這些重試的 Task 所在的 Executor 所在的物理機(jī)地址,我們可以看到他們都被調(diào)度到了同一個(gè)

  • 最后列表示每次重試失敗的錯(cuò)誤棧

3.1 問題一:單個(gè) Task 重試為什么失敗?

結(jié)合硬件層面的排查,發(fā)現(xiàn)是 NodeManager 物理節(jié)點(diǎn)上掛在的 /mnt/dfs/4,出現(xiàn)硬件故障導(dǎo)致盤只讀,ShuffleMapTask 在即將完成時(shí),將index文件和data文件commit時(shí),獲取index的臨時(shí)文件時(shí)候發(fā)生FileNotFoundException。   

java.io.FileNotFoundException: /mnt/dfs/4/yarn/local/usercache/da_haitao/appcache/application_1568691584183_1953115/blockmgr-1b6553f2-a564-4b31-a4a6-031f21c9c30f/0a/shuffle_96_2685_0.index.82594412-1f46-465e-a067-2c5e386a978e (No such file or directory)    at java.io.FileOutputStream.open0(Native Method)    at java.io.FileOutputStream.open(FileOutputStream.java:270)    at java.io.FileOutputStream.<init>(FileOutputStream.java:213)    at java.io.FileOutputStream.<init>(FileOutputStream.java:162)    at org.apache.spark.shuffle.IndexShuffleBlockResolver.writeIndexFileAndCommit(IndexShuffleBlockResolver.scala:144)    at org.apache.spark.shuffle.sort.UnsafeShuffleWriter.closeAndWriteOutput(UnsafeShuffleWriter.java:245)    at org.apache.spark.shuffle.sort.UnsafeShuffleWriter.write(UnsafeShuffleWriter.java:190)    at org.apache.spark.scheduler.ShuffleMapTask.runTask(ShuffleMapTask.scala:96)    at org.apache.spark.scheduler.ShuffleMapTask.runTask(ShuffleMapTask.scala:53)    at org.apache.spark.scheduler.Task.run(Task.scala:109)

3.2 問題二:為什么該 Task 的4次重試都在同一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)?

這是由于 Driver 在調(diào)度該 Task 的時(shí)候進(jìn)行了數(shù)據(jù)本地性的運(yùn)算,而且在  spark.locality.wait 默認(rèn)為3s的時(shí)間約束內(nèi)成功獲得了NODE_LOCAL級別的數(shù)據(jù)本地性,故而都調(diào)度到了同一個(gè)  NodeManger 物理節(jié)點(diǎn)。

3.3 問題三:為什么總是“本地重試”,不是“異地重試”?
這個(gè)過程從邏輯上講,其實(shí)已經(jīng)不是“本地重試”,而恰恰是“異地重試”了。這我們可以從4次的重試的 Executor ID 上進(jìn)行判斷,第0、1和3次是在 ID 6上進(jìn)行的,而第2次是在 ID 5上發(fā)生的。但由于ID 5和6都在同一個(gè) NodeManger 節(jié)點(diǎn),所以我們看起來像是“本地重試”。另一個(gè)原因就是上面所說的數(shù)據(jù)本地性的成功解析,所以這些 Task 的每次重試都高概率的來到這個(gè)節(jié)點(diǎn)。  
所有 Spark Task 級別的重試從邏輯上都應(yīng)該屬于“異地重試”,他們都需要通過 Driver 重新調(diào)度到新的 Executor 進(jìn)行重試。我們所觀測到的“本地”和“異地”是屬于“現(xiàn)象”而非“本質(zhì)”,影響這種現(xiàn)象的條件有比如下面幾個(gè)(不一定全面):1. 數(shù)據(jù)本地性 2. Executor 由于 NodeLabel 限制,只在若干有限的物理機(jī)上分配 3. ResourceManager 調(diào)度時(shí)剛好把所有的 Executor 都分配到某個(gè)節(jié)點(diǎn)上。
3.4 問題5:為什么4次失敗都操作同一個(gè)壞的盤?
該 NodeManger 實(shí)際上有/mnt/dfs/{0-11}, 一共12塊盤,從物理檢查上看,整個(gè)過程中也只有/mnt/dfs/4有異常告警,那為啥 Spark 這么傻?這么多好盤不用,專挑一塊壞的盤死磕?
我們可以先看下出錯(cuò)的文件,我們包這個(gè)文件分成5個(gè)部分來看,  
  
  
  1. /mnt/dfs/4/yarn/local/2. usercache/da_haitao/appcache/application_1568691584183_1953115/ blockmgr-1b6553f2-a564-4b31-a4a6-031f21c9c30f/3. 0a/4. shuffle_96_2685_0.index5. .82594412-1f46-465e-a067-2c5e386a978e
  • 第一行,是 Yarn NodeManger 所配置的LOCAL_DIR的一部分,完整的應(yīng)該包括12塊盤
  • 第二行,是 Spark 生成的 BlockManger 的根目錄之一,其他盤符下也有類似的一個(gè)目錄
  • 第三行,是一個(gè)根目錄下的一級子目錄,數(shù)量由 spark.diskStore.subDirectories 默認(rèn)為64控制
  • 第四行,Spark Shuffle 過程產(chǎn)生的兩個(gè)重要的文件之一,一個(gè)是數(shù)據(jù)文件 .data 結(jié)尾,另一個(gè)就是這個(gè)與之對應(yīng)的 .index 文件。96是 ShuffleID 表標(biāo)識是哪個(gè)Shuffle 過程,2685是 MapID 對應(yīng)的是 一個(gè)RDD 所以有分區(qū)中其中一個(gè)的順序號, 而0是一個(gè)固定值,原本表示是ReduceID,Spark Sort Based Shuffle 的實(shí)現(xiàn)不需要依賴這個(gè)值,所以被固定為了0。通過Shuffle ID和 MapId,Shufle Write 階段就可以生成類似shuffle_96_2685_0.index這樣的文件,而Shuffle Read 階段也可以通過兩個(gè)ID 定位到這個(gè)文件。
  • 第五行, 是Index文件的對應(yīng)臨時(shí)文件的UUID標(biāo)識。
基于這樣的邏輯,對于某次Shuffle 過程的某個(gè)分區(qū)(Partition)的最終輸出文件名其實(shí)是可以預(yù)測的也是固定的,比如我們這個(gè) case 中,第96次shuffle的第2685分區(qū)的 index 文件的文件名即為shuffle_96_2685_0.index。
Spark 在寫和讀這個(gè)文件的時(shí)候,基于相同的定位邏輯(算法)來保證依賴關(guān)系,  
第一步確定根目錄,Spark 通過文件名的hash絕對值與盤符數(shù)的模,作為索引卻確定根目錄  
  scala> math.abs("shuffle_96_2685_0.index".hashCode) % 12res0: Int = 6
而根目錄的數(shù)組對于一個(gè) Executor 的這個(gè)生命周期內(nèi)而言是確定的,它是一個(gè)由簡單隨機(jī)算法將所有路徑打散的一個(gè)固定數(shù)組。所以一旦文件名稱確定,Executor 不換的話,根目錄一定是確定的。所以都固定的去訪問/mnt/dfs/4這個(gè)壞盤。  
但這只解釋了一個(gè) Executor 所被分配 Task 失敗的原因,我們的 Task 還在不同的 executor 上進(jìn)行過嘗試。
3.5 問題5:為什么兩個(gè) Executor 上的重試都失敗了?
其實(shí)這個(gè)問題只是概率的問題, Spark 用類似下面算法打亂所有LOCAL_DIRS的配置,如下面的的簡單測試,這種碰撞的概率還是極高的,我們ID 5,6,的 Executor 下 DiskBlockManager 包含的 localDirs(6)應(yīng)該都對應(yīng)于 /mnt/dfs/4 這個(gè)壞盤。  
scala> def randomizeInPlace[T](arr: Array[Int], rand: java.util.Random = new java.util.Random): Array[Int] = {     |     for (i <- (arr.length - 1) to 1 by -1) {     |       val j = rand.nextInt(i + 1)     |       val tmp = arr(j)     |       arr(j) = arr(i)     |       arr(i) = tmp     |     }     |     arr     |   }randomizeInPlace: [T](arr: Array[Int], rand: java.util.Random)Array[Int]scala> randomizeInPlace(res11)res23: Array[Int] = Array(3, 2, 4, 1)
scala> randomizeInPlace(res11)res24: Array[Int] = Array(2, 3, 4, 1)
scala> randomizeInPlace(res11)res25: Array[Int] = Array(2, 1, 3, 4)
scala> randomizeInPlace(res11)res26: Array[Int] = Array(4, 2, 1, 3)
scala> randomizeInPlace(res11)res27: Array[Int] = Array(2, 3, 4, 1)

感謝各位的閱讀,以上就是“Spark生產(chǎn)作業(yè)容錯(cuò)能力的負(fù)面影響有哪些”的內(nèi)容了,經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后,相信大家對Spark生產(chǎn)作業(yè)容錯(cuò)能力的負(fù)面影響有哪些這一問題有了更深刻的體會,具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云,小編將為大家推送更多相關(guān)知識點(diǎn)的文章,歡迎關(guān)注!

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