[大数据]hadoop中使用lzo压缩算法

在hadoop中使用lzo的压缩算法可以减小数据的大小和数据的磁盘读写时间，不仅如此，lzo是基于block分块的，这样他就允许数据被分解成chunk，并行的被hadoop处理。这样的特点，就可以让lzo在hadoop上成为一种非常好用的压缩格式。

lzo本身不是splitable的，所以当数据为text格式时，用lzo压缩出来的数据当做job的输入是一个文件作为一个map。但是sequencefile本身是分块的，所以sequencefile格式的文件，再配上lzo的压缩格式，就可实现lzo文件方式的splitable。

由于压缩的数据通常只有原始数据的1/4，在HDFS中存储压缩数据，可以使集群能保存更多的数据，延长集群的使用寿命。不仅如此，由于mapreduce作业通常瓶颈都在IO上，存储压缩数据就意味这更少的IO操作，job运行更加的高效。但是，在hadoop上使用压缩也有两个比较麻烦的地方：第一，有些压缩格式不能被分块，并行的处理，比如gzip。第二，另外的一些压缩格式虽然支持分块处理，但是解压的过程非常的缓慢，使job的瓶颈转移到了cpu上，例如bzip2。比如我们有一个1.1GB的gzip文件，该文件 被分成128MB/chunk存储在hdfs上，那么它就会被分成9块。为了能够在mapreduce中并行的处理各个chunk，那么各个mapper之间就有了依赖。而第二个mapper就会在文件的某个随机的byte出进行处理。那么gzip解压时要用到的上下文字典就会为空，这就意味这gzip的压缩文件无法在hadoop上进行正确的并行处理。也就因此在hadoop上大的gzip压缩文件只能被一个mapper来单个的处理，这样就很不高效，跟不用mapreduce没有什么区别了。而另一种bzip2压缩格式，虽然bzip2的压缩非常的快，并且甚至可以被分块，但是其解压过程非常非常的缓慢，并且不能被用streaming来读取，这样也无法在hadoop中高效的使用这种压缩。即使使用，由于其解压的低效，也会使得job的瓶颈转移到cpu上去。

如果能够拥有一种压缩算法，即能够被分块，并行的处理，速度也非常的快，那就非常的理想。这种方式就是lzo。lzo的压缩文件是由许多的小的blocks组成（约256K），使的hadoop的job可以根据block的划分来splitjob。不仅如此，lzo在设计时就考虑到了效率问题，它的解压速度是gzip的两倍，这就让它能够节省很多的磁盘读写，它的压缩比的不如gzip，大约压缩出来的文件比gzip压缩的大一半，但是这样仍然比没有经过压缩的文件要节省20%-50%的存储空间，这样就可以在效率上大大的提高job执行的速度。以下是一组压缩对比数据，使用一个8.0GB的未经过压缩的数据来进行对比：

压缩格式 文件 大小(GB) 压缩时间 解压时间 None some_logs 8.0 - - Gzip some_logs.gz 1.3 241 72 LZO some_logs.lzo 2.0 55 35
| 压缩 格式 | 文件 |

可以看出，lzo压缩文件会比gzip压缩文件稍微大一些，但是仍然比原始文件要小很多倍，并且lzo文件压缩的速度几乎相当于gzip的5倍，而解压的速度相当于gzip的两倍。lzo文件可以根据blockboundaries来进行分块，比如一个1.1G的lzo压缩文件，那么处理第二个128MBblock的mapper就必须能够确认下一个block的boundary，以便进行解压操作。lzo并没有写什么数据头来做到这一点，而是实现了一个lzoindex文件，将这个文件（foo.lzo.index）写在每个foo.lzo文件中。这个index文件只是简单的包含了每个block在数据中的offset，这样由于offset已知的缘故，对数据的读写就变得非常的快。通常能达到90-100MB/秒，也就是10-12秒就能读完一个GB的文件。一旦该index文件被创建，任何基于lzo的压缩文件就能通过load该index文件而进行相应的分块，并且一个block接一个block的被读取。也因此，各个mapper都能够得到正确的block，这就是说，可以只需要进行一个LzopInputStream的封装，就可以在hadoop的mapreduce中并行高效的使用lzo。如果现在有一个job的InputFormat是TextInputFormat，那么就可以用lzop来压缩文件，确保它正确的创建了index，将TextInputFormat换成LzoTextInputFormat，然后job就能像以前一样正确的运行，并且更加的快。有时候，一个大的文件被lzo压缩过之后，甚至都不用分块就能被单个mapper高效的处理了。

在hadoop集群中安装lzo

要在hadoop中搭建lzo使用环境非常简单：

安装lzop native libraries
例如：sudo yum install lzop lzo2
从如下地址下载 hadooplzo支持到源代码：http://github.com/kevinweil/hadoop-lzo
编译从以上链接checkout下来到代码，通常为：ant compile-native tar
将编译出来到hadoop-lzo-*.jar部署到hadoop集群到各个slave到某个有效目录下，如$HADOOO{P}_{H}OME/lib将以上编译所得到hadoop?lzonativelibbinary部署到集群到某个有效目录下，如$HADOOP_HOME/lib/native/Linux-amd64-64。
将如下配置到 core-site.xml 中：

io.compression.codecs
org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec,org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec,org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec,com.hadoop.compression.lzo.LzoCodec,com.hadoop.compression.lzo.LzopCodec


io.compression.codec.lzo.class
com.hadoop.compression.lzo.LzoCodec

将如下配置到mapred-site.xml中：

mapred.child.env
JAVA_LIBRARY_PATH=/path/to/your/native/hadoop-lzo/libs

如果想要mapreduce再写中间结果时也使用压缩，可以将如下配置也写入到mapred-site.xml中。

mapred.map.output.compression.codec
com.hadoop.compression.lzo.LzoCodec

如果以上所有操作都成功，那么现在就可以尝试使用lzo了。比如打包一个lzo都压缩文件，如lzo_log文件，上传到hdfs中，然后用以下命令进行测试：
hadoop jar /path/to/hadoop-lzo.jarcom.hadoop.compression.lzo.LzoIndexerhdfs://namenode:9000/lzo_logs

如果要写一个job来使用lzo，可以找一个job，例如wordcount，将当中到TextInputFormat修改为LzoTextInputForma，其他都不用修改，job就能从hdfs上读入lzo压缩文件，进行分布式都分块并行处理。