YARN简介

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YARN（Yet Another Resource Negotiator）是hadoop2.0提供的新功能，它是一个集群资源调度管理的软件，其产生是为了更好的管理集群资源，突破hadoop1.0集群管理方式的缺陷。

先看原来方式的缺陷

hadoop最初采取的集群管理方式是这样的：
一个JobTracker进程，主要负责协调Client提交过来的Job
$^{[1]}$，分配要在TaskTracker上运行的task。具体的，要负责以下两点功能：

1. 管理集群中的计算资源，这涉及到维护活动节点列表、可用和占用的 map 和 reduce slots
   $^{[2]}$列表，以及依据所选的调度策略将可用的slot分配给合适的task。
2. 协调在集群上运行的所有任务，这涉及到指导 TaskTracker 启动 map 和 reduce task，监视任务的执行，重新启动失败的任务，推测性地运行缓慢的任务，计算作业计数器值的总和，等等。

多个TaskTracker进程，负责执行JobTracker分配过来的任务，并向JobTracher发送报告。

[1]：一个Job分多个Task，Task分为map task和reduce task两种，map task只能在map slot上面运行，reduce task只能在reduce slot上运行。
[2]：集群管理员会把从属节点上的计算资源分解为固定数量的 map 和 reduce slot（插槽），也就是说可用的slot代表集群可用的计算资源。

MRv1集群资源管理方式主要有以下三个缺点：

1. 当集群中有 5,000 个节点和 40,000 个任务同时运行时，JobTracker 必须不断跟踪数千个 TaskTracker、数百个Job作业，以及数万个 map 和 reduce task。这就会显现出由单个 JobTracker 导致的可伸缩性瓶颈。
2. 每个从属节点上的计算资源由集群管理员分解为固定数量的 map 和 reduce slot，这些 slot 不可替代。如当map slot占满后，即使有空闲的reduce solt也无法运行更多的map任务，造成资源浪费。
3. 这种集群管理方式仅适用运行 MapReduce
   $^{[3]}$作业，无法处理使用其他编程模型编写的作业程序。而随着替代性的编程模型（比如 Apache Giraph 所提供的图形处理）的到来，除 MapReduce 外，越来越需要为在同一个集群上运行其他编程模型提供支持。

[3]:MapReduce（简称MR）是Google推广的一种编程模型，它对以高度并行和可扩展的方式处理大数据集很有用。采用MR编程模型的开源实现很多，其中Hadoop MapReduce是最成功的。

为了解决以上问题，产生了YARN。

上面已经提到，JobTracker负责两点功能（集群资源管理和任务协调）。
YARN设计中，将这两点分开，让两种进程完成。

• 一个全局进程叫ResourceManager（RM）
  负责跟踪集群中的活动节点和可用资源，并将它们分配给任务。

• 一种进程叫ApplicationMaster（AM）
  这是一个专用的、短暂的进程（每一个应用作业会产生一个AM进程，此进程会随应用结束而终止），用来控制该作业中的任务的执行。这个进程由从节点上运行的 TaskTracker 启动。

• 此外原来的TaskTracker进程现在叫做NodeManager（NM）。
  NodeManager 是 TaskTracker 的一种更加普通和高效的版本。没有固定数量的 map 和 reduce slots，NodeManager 拥有许多动态创建的资源容器（Containers）。容器的大小取决于它所包含的资源量，比如内存、CPU等。

ApplicationMaster 可在容器内运行任何类型的任务。例如，MapReduce ApplicationMaster利用一个容器执行来 map 或 reduce task，而 Giraph ApplicationMaster利用一个容器来执行Giraph task。还可以实现一个自定义的 ApplicationMaster 来运行特定的任务，进而发明出一种全新的分布式应用程序框架。

（可以查阅 Apache Twill，它旨在简化 YARN 之上的分布式应用程序的编写。）

这样YARN不再只适用于MR框架的作业，而可以适用于任何分布式框架作业，只要这个框架实现了相应的ApplicationMaster。

在YARN上提交一个作业的过程：

ResourceManager 使用一个可插拔的 Scheduler。Scheduler 仅执行调度，它仅管理谁在何时获取容器资源。

在 ResourceManager 接受一个新应用程序提交时，Scheduler首先选择将用来运行 ApplicationMaster 的容器。

然后相应的NodeManager会在容器中启动 ApplicationMaster，ApplicationMaster将负责此应用程序的整个生命周期。

NodeManager会监视容器中的资源使用情况，举例而言，如果一个容器消耗的内存比最初分配的更多，它会结束该容器。

NodeManager还会监视ApplicationMaster的健康状况，若ApplicationMaster失败，ResourceManager可在一个新容器中重新启动它。

ApplicationMaster会监视容器中自己应用的task的执行情况，若task失败则重新要求NodeManager去执行。

应用程序完成后，ApplicationMaster 会关闭自己并释放自己的容器。

此笔记主要参考IBM资料库：
https://www.ibm.com/developerworks/cn/data/library/bd-yarn-intro/