Java Web应用程序：Oozie及其使用方式-技术开发专区

Java Web应用程序：Oozie及其使用方式

作者：Boris Lublinsky, Michael Segel 编辑：王玉圆 2011-08-19 00:05 来源：InfoQ

【IT168 技术】在Hadoop中执行的任务有时候需要把多个Map/Reduce作业连接到一起，这样才能够达到目的。[1]在Hadoop生态圈中，有一种相对比较新的组件叫做Oozie[2]，它让我们可以把多个Map/Reduce作业组合到一个逻辑工作单元中，从而完成更大型的任务。本文中，我们会向你介绍Oozie以及使用它的一些方式。

　　什么是Oozie?

　　Oozie是一种Java Web应用程序，它运行在Java servlet容器——即Tomcat——中，并使用数据库来存储以下内容：

　　●工作流定义

　　●当前运行的工作流实例，包括实例的状态和变量

　　Oozie工作流是放置在控制依赖DAG(有向无环图 Direct Acyclic Graph)中的一组动作(例如，Hadoop的Map/Reduce作业、Pig作业等)，其中指定了动作执行的顺序。我们会使用hPDL(一种XML流程定义语言)来描述这个图。

　　hPDL是一种很简洁的语言，只会使用少数流程控制和动作节点。控制节点会定义执行的流程，并包含工作流的起点和终点(start、end和fail节点)以及控制工作流执行路径的机制(decision、fork和join节点)。动作节点是一些机制，通过它们工作流会触发执行计算或者处理任务。Oozie为以下类型的动作提供支持： Hadoop map-reduce、Hadoop文件系统、Pig、Java和Oozie的子工作流(SSH动作已经从Oozie schema 0.2之后的版本中移除了)。

　　所有由动作节点触发的计算和处理任务都不在Oozie之中——它们是由Hadoop的Map/Reduce框架执行的。这种方法让Oozie可以支持现存的Hadoop用于负载平衡、灾难恢复的机制。这些任务主要是异步执行的(只有文件系统动作例外，它是同步处理的)。这意味着对于大多数工作流动作触发的计算或处理任务的类型来说，在工作流操作转换到工作流的下一个节点之前都需要等待，直到计算或处理任务结束了之后才能够继续。Oozie可以通过两种不同的方式来检测计算或处理任务是否完成，也就是回调和轮询。当Oozie启动了计算或处理任务的时候，它会为任务提供唯一的回调URL，然后任务会在完成的时候发送通知给特定的URL。在任务无法触发回调URL的情况下(可能是因为任何原因，比方说网络闪断)，或者当任务的类型无法在完成时触发回调URL的时候，Oozie有一种机制，可以对计算或处理任务进行轮询，从而保证能够完成任务。

　　Oozie工作流可以参数化(在工作流定义中使用像${inputDir}之类的变量)。在提交工作流操作的时候，我们必须提供参数值。如果经过合适地参数化(比方说，使用不同的输出目录)，那么多个同样的工作流操作可以并发。

　　一些工作流是根据需要触发的，但是大多数情况下，我们有必要基于一定的时间段和(或)数据可用性和(或)外部事件来运行它们。Oozie协调系统(Coordinator system)让用户可以基于这些参数来定义工作流执行计划。Oozie协调程序让我们可以以谓词的方式对工作流执行触发器进行建模，那可以指向数据、事件和(或)外部事件。工作流作业会在谓词得到满足的时候启动。

　　经常我们还需要连接定时运行、但时间间隔不同的工作流操作。多个随后运行的工作流的输出会成为下一个工作流的输入。把这些工作流连接在一起，会让系统把它作为数据应用的管道来引用。Oozie协调程序支持创建这样的数据应用管道。

　　安装Oozie

　　我们可以把Oozie安装在现存的Hadoop系统中，安装方式包括tarball、RPM和Debian包等。我们的Hadoop部署是Cloudera的CDH3，其中已经包含了Oozie。因此，我们只是使用yum把它拉下来，然后在edge节点[1]上执行安装操作。在Oozie的发布包中有两个组件——Oozie-client和Oozie-server。根据簇集的规模，你可以让这两个组件安装在同一台edge服务器上，也可能安装在不同的计算机上。Oozie服务器中包含了用于触发和控制作业的组件，而客户端中包含了让用户可以触发Oozie操作并与Oozie服务器通信的组件。

　　想要了解更多关于安装过程的信息，请使用Cloudera发布包，并访问Cloudera站点[2]。

　　注：除了包括安装过程的内容之外，它还建议把下面的shell变量OOZIE_URL根据需要添加到.login、.kshrc或者shell的启动文件中：

　　(export OOZIE_URL=http://localhost:11000/oozie)

简单示例

　　为了向你展示Oozie的使用方法，让我们创建一个简单的示例。我们拥有两个Map/Reduce作业[3]——一个会获取最初的数据，另一个会合并指定类型的数据。实际的获取操作需要执行最初的获取操作，然后把两种类型的数据——Lidar和Multicam——合并。为了让这个过程自动化，我们需要创建一个简单的Oozie工作流(代码1)

<workflow-app xmlns='uri:oozie:workflow:0.1' name='NGMB-IPS-ingestion'>
    <start to='ingestor'/>
    <action name='ingestor'>
        <java>
            <job-tracker>${jobTracker}</job-tracker>
            <name-node>${nameNode}</name-node>
            <configuration>
                <property>
                    <name>mapred.job.queue.name</name>
                    <value>default</value>
                </property>
            </configuration>
            <main-class>com.navteq.assetmgmt.MapReduce.ips.IPSLoader</main-class>
            <java-opts>-Xmx2048m</java-opts>
            <arg>${driveID}</arg>
        </java>
        <ok to="merging"/>
        <error to="fail"/>
    </action>
    <fork name="merging">
        <path start="mergeLidar"/>
        <path start="mergeSignage"/>
    </fork>
    <action name='mergeLidar'>
        <java>
            <job-tracker>${jobTracker}</job-tracker>
            <name-node>${nameNode}</name-node>
            <configuration>
                <property>
                    <name>mapred.job.queue.name</name>
                    <value>default</value>
                </property>
            </configuration>
            <main-class>com.navteq.assetmgmt.hdfs.merge.MergerLoader</main-class>
            <java-opts>-Xmx2048m</java-opts>
            <arg>-drive</arg>
            <arg>${driveID}</arg>
            <arg>-type</arg>
            <arg>Lidar</arg>
            <arg>-chunk</arg>
            <arg>${lidarChunk}</arg>
        </java>
    <ok to="completed"/>
    <error to="fail"/>
    </action>
    <action name='mergeSignage'>
        <java>
            <job-tracker>${jobTracker}</job-tracker>
            <name-node>${nameNode}</name-node>
            <configuration>
                <property>
                    <name>mapred.job.queue.name</name>
                    <value>default</value>
                </property>
            </configuration>
            <main-class>com.navteq.assetmgmt.hdfs.merge.MergerLoader</main-class>
            <java-opts>-Xmx2048m</java-opts>
            <arg>-drive</arg>
            <arg>${driveID}</arg>
            <arg>-type</arg>
            <arg>MultiCam</arg>
            <arg>-chunk</arg>
            <arg>${signageChunk}</arg>
        </java>
        <ok to="completed"/>
        <error to="fail"/>
    </action>
    <join name="completed" to="end"/>
    <kill name="fail">
        <message>Java failed, error message[${wf:errorMessage(wf:lastErrorNode())}]</message>
    </kill>
    <end name='end'/>
</workflow-app>

　　代码1：简单的Oozie工作流

　　这个工作流定义了三个动作：ingestor、mergeLidar和mergeSignage。并把每个动作都实现为Map/Reduce[4]作业。这个工作流从start节点开始，然后把控制权交给Ingestor动作。一旦ingestor步骤完成，就会触发fork控制节点 [4]，它会并行地开始执行mergeLidar和mergeSignage[5]。这两个动作完成之后，就会触发join控制节点[6]。join节点成功完成之后，控制权就会传递给end节点，它会结束这个过程。

　　创建工作流之后，我们需要正确地对其进行部署。典型的Oozie部署是一个HDFS目录，其中包含workflow.xml(代码1)、config-default.xml和lib子目录，其中包含有工作流操作所要使用的类的jar文件。

图1： Oozie部署

　　config-default.xml文件是可选的，通常其中会包含对于所有工作流实例通用的工作流参数。代码2中显示的是config-default.xml的简单示例。

<configuration>
    <property>
        <name>jobTracker</name>
        <value>sachicn003:2010</value>
    </property>
    <property>
        <name>nameNode</name>
        <value>hdfs://sachicn001:8020</value>
    </property>
    <property>
        <name>queueName</name>
        <value>default</value>
    </property>
</configuration>

　　代码2： Config-default.xml

　　完成了工作流的部署之后，我们可以使用Oozie提供的命令行工具[5]，它可以用于提交、启动和操作工作流。这个工具一般会运行在Hadoop簇集[7]的edge节点上，并需要一个作业属性文件(参见配置工作流属性)，见代码3。

oozie.wf.application.path=hdfs://sachicn001:8020/user/blublins/workflows/IPSIngestion
jobTracker=sachicn003:2010
nameNode=hdfs://sachicn001:8020

　　代码3：作业属性文件

　　有了作业属性，我们就可以使用代码4中的命令来运行Oozie工作流。

　　oozie job –oozie http://sachidn002.hq.navteq.com:11000/oozie/ -D driveID=729-pp00002-2011-02-08-09-59-34 -D lidarChunk=4 -D signageChunk=20 -config job.properties –run

　　列表4：运行工作流命令

　 配置工作流属性

　　在config-default.xml、作业属性文件和作业参数中有一些重叠，它们可以作为命令行调用的一部分传递给Oozie。尽管文档中没有清晰地指出何时使用哪个，但总体上的建议如下：

　　1.使用config-default.xml定义对于指定工作流从未改变过的参数。

　　2.对于给定的工作流部署通用的参数，建议使用作业属性。

　　3.对于指定的工作流调用特定的参数使用命令行参数。

　　Oozie处理这三种参数的方式如下：

　　1.使用所有命令行调用的参数

　　如果那里有任何无法解析的参数，那么就是用作业配置来解析

　　一旦所有其它方式都无法处理，那么就试着使用config-default.xm。

　　我们可以使用Oozie控制台(图2)来观察工作流执行的进程和结果。

Oozie：配置工作流属性

图2： Oozie控制台

　　我们还可以使用Oozie控制台来获得操作执行的细节，比方说作业的日志[8](图3)。

Oozie：配置工作流属性

图3： Oozie控制台——作业日志

编程方式的工作流调用

　　尽管上面所述的命令行界面能够很好地用于手动调用Oozie，但有时使用编程的方式调用Oozie更具有优势。当Oozie工作流是特定的应用程序或者大型企业过程的一部分，这就会很有用。我们可以使用Oozie Web Services APIs [6]或者Oozie Java client APIs [7]来实现这种编程方式的调用。代码5中展现的就是很简单的Oozie Java客户端的例子，它会触发上面描述的过程。

package com.navteq.assetmgmt.oozie;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Properties;

import org.apache.oozie.client.OozieClient;
import org.apache.oozie.client.OozieClientException;
import org.apache.oozie.client.WorkflowJob;
import org.apache.oozie.client.WorkflowJob.Status;

public class WorkflowClient {

    private static String OOZIE_URL = "http://sachidn002.hq.navteq.com:11000/oozie/";
    private static String JOB_PATH = "hdfs://sachicn001:8020/user/blublins/workflows/IPSIngestion";
    private static String JOB_Tracker = "sachicn003:2010";
    private static String NAMENode = "hdfs://sachicn001:8020";

    OozieClient wc = null;

    public WorkflowClient(String url){
        wc = new OozieClient(url);
    }

    public String startJob(String wfDefinition, List<WorkflowParameter> wfParameters)
        throws OozieClientException{

        // create a workflow job configuration and set the workflow application path
        Properties conf = wc.createConfiguration();
        conf.setProperty(OozieClient.APP_PATH, wfDefinition);

        // setting workflow parameters
        conf.setProperty("jobTracker", JOB_Tracker);
        conf.setProperty("nameNode", NAMENode);
        if((wfParameters != null) && (wfParameters.size() > 0)){
            for(WorkflowParameter parameter : wfParameters)
                conf.setProperty(parameter.getName(), parameter.getValue());
        }
        // submit and start the workflow job
        return wc.run(conf);
    }

    public Status getJobStatus(String jobID) throws OozieClientException{
        WorkflowJob job = wc.getJobInfo(jobID);
        return job.getStatus();
    }

    public static void main(String[] args) throws OozieClientException, InterruptedException{

        // Create client
        WorkflowClient client = new WorkflowClient(OOZIE_URL);
        // Create parameters
        List<WorkflowParameter> wfParameters = new LinkedList<WorkflowParameter>();
        WorkflowParameter drive = new WorkflowParameter("driveID","729-pp00004-2010-09-01-09-46");
        WorkflowParameter lidar = new WorkflowParameter("lidarChunk","4");
        WorkflowParameter signage = new WorkflowParameter("signageChunk","4");
        wfParameters.add(drive);
        wfParameters.add(lidar);
        wfParameters.add(signage);
        // Start Oozing
        String jobId = client.startJob(JOB_PATH, wfParameters);
        Status status = client.getJobStatus(jobId);
        if(status == Status.RUNNING)
             System.out.println("Workflow job running");
        else
             System.out.println("Problem starting Workflow job");
    }
}

　　代码5：简单的Oozie Java客户端

　　在此，我们首先使用Oozie服务器URL对工作流客户端进行初始化。初始化过程完成之后，我们就可以使用客户端提交并启动作业(startJob方法)，获得正在运行的作业的状态(getStatus方法)，以及进行其他操作。

　　构建java动作，向工作流传递参数

　　在之前的示例中，我们已经展示了如何使用标签向Java节点传递参数。由于Java节点是向Oozie引入自定义计算的主要方法，因此能够从Java节点向Oozie传递数据也同样重要。

　　根据Java节点的文档[3]，我们可以使用“capture-output””元素把Java节点生成的值传递回给Oozie上下文。然后，工作流的其它步骤可以通过EL-functions访问这些值。返回值需要以Java属性格式文件写出来。我们可以通过“JavaMainMapper.OOZIE_JAVA_MAIN_CAPTURE_OUTPUT_FILE”常量从System属性中获得这些属性文件的名称。代码6是一个简单示例，演示了如何完成这项操作。

package com.navteq.oozie;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.Properties;

public class GenerateLookupDirs {

    /**
    * @param args
    */
    public static final long dayMillis = 1000 * 60 * 60 * 24;
    private static final String OOZIE_ACTION_OUTPUT_PROPERTIES = "oozie.action.output.properties";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Calendar curDate = new GregorianCalendar();
        int year, month, date;
        String propKey, propVal;

        String oozieProp = System.getProperty(OOZIE_ACTION_OUTPUT_PROPERTIES);
        if (oozieProp != null) {
            File propFile = new File(oozieProp);
            Properties props = new Properties();

            for (int i = 0; I < 8; ++i) {
                year = curDate.get(Calendar.YEAR);
                month = curDate.get(Calendar.MONTH) + 1;
                date = curDate.get(Calendar.DATE);
                propKey = "dir"+i;
                propVal = year + "-" +
                    (month < 10 ? "0" + month : month) + "-" +
                    (date < 10 ? "0" + date : date);
                props.setProperty(propKey, propVal);
                curDate.setTimeInMillis(curDate.getTimeInMillis() - dayMillis);
            }
            OutputStream os = new FileOutputStream(propFile);
            props.store(os, "");
            os.close();
        } else
            throw new RuntimeException(OOZIE_ACTION_OUTPUT_PROPERTIES
             + " System property not defined");
        }
}

　　代码6：向Oozie传递参数

　　在这个示例中，我们假设在HDFS中有针对每个日期的目录。这样，这个类首先会获得当前日期，然后再获得离现在最近的7个日期(包括今天)，然后把目录名称传递回给Oozie。

注：[1]edge节点是安装有Hadoop库的计算机，但不是真正簇集中的一部分。它是为能够连接到簇集中的应用程序所用的，并且会部署辅助服务以及能够直接访问簇集的最终用户应用程序。

[2]请参看Oozie安装的链接。

[3]这些作业的细节和本文无关，所以在其中没有描述。

[4]Map/Reduce作业能够以两种不同的方式在Oozie中实现——第一种是作为真正的Map/Reduce动作[2]，其中你会指定Mapper和Reducer类以及它们的配置信息；第二种是作为Java动作[3]，其中你会使用Hadoop API来指定启动Map/Reduce作业的类。因为我们所有的Java主函数都是使用Hadoop API，并且还实现了一些额外的功能，所以我们选择了第二种方法。

[5] Oozie确保两个动作会并行地提交给作业跟踪程序。在执行过程中实际的并行机制并不在Oozie的控制之内，并且依赖于作业的需求、簇集的能力以及Map/Reduce部署所使用的调度程序。

[6]join动作的功能是要同步fork动作启动的多个并行执行的线程。如果fork启动的所有执行的线程都能够成功完成，那么join动作就会等待它们全部完成。如果有至少一个线程执行失败，kill节点会“杀掉”剩余运行的线程。

[7] 这个节点不需要是安装了Oozie的计算机。

[8] Oozie的作业日志会包含工作流执行的细节，想要查看动作执行的细节，我们需要切换到Hadoop的Map/Reduce管理页面。

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