背景
Alluxio 的数据引擎性能，并没有与 Trino 相干的性能为大数据引擎畛域提供服务，为 S3、hdfs 等数据提供和煦的计算层，如 Hive、Spark、Spark 的集成，做大数据引擎的集成，做大数据引擎的集成减速是一个不可多得的性能组件。
Alluxio 社区与 Amazon EMR 服务有集成的辅助和集成，官网提供了 Amazon EMR 的集成计划，参见 Alluxio 社区文档 ，亚马逊云科技也提供了疾速装置部署的疏导脚本及，参见 亚马逊云科技官网博客。
以上文档基于 emr 5.2x 版本，其 hive，Spark 等组件版本较旧，且没有思考 EMR 的多主，Task 计算实例组的集成场景，在客户应用高版本 Amazon EMR，启用 HA 及 Task 计算的时候，装置其部署存在导致部署失败。
文档从整体架构作为切入架构，深刻理解亚马逊 EMR 的集成架构，可能深刻了解亚马逊 MR 集成的集成办法，同时更设计并集成了 Alluxio 在亚马逊 EMR 上的所有组件的集成办法，新减少了对 EMR 上更高的反对组的反对，新减少了对 EMR 客户反对的所有主客户的所有生产环境。
Alluxio 社区文档：
https://docs.alluxio.io/os/us…
亚马逊云科技官网博客：
https://aws.amazon.com/cn/blo…
Alluxio 架构概述
次要性能组件有：
Master 节点：相似 NN 的设计，同样有 standby Master（HA）和 secondary Master（元数据镜像）概念，Jounary 日志随节点 master，做为疾速复原
Worker 节点：与 DataNode 相似，缓存层，提供 Tier Storage（MEM，HDD 连贯），短读和常常缓存，3 种写缓存模式（仅内存，cache_通过能够同步和异步，通过不写缓存）
Job master & Job worker：相似缓存数据的整顿，alluxio 提供了一个框架，由 job master 资源分配，job worker 执行数据的管道管道，缓存默认为 1
Alluxio 的次要业务场景有：
- hdfs/S3 减速缓存，查问
- 多对象存储对立 UFS 门路
- 跨 bucket, hdfs 集群数据缓存
次要性能特点：
- 针对 hdfs, s3 多层的后端存储
- 写入，通过写入缓存，反对异步更新反对后端存储；读推送下压模式，缓存击穿缓存后间接读取后端存储
- ttl 缓存过渡工夫配置
e.g:
alluxio.user.file.create.ttl = -1
alluxio.user.file.create.ttl.action = DELETE
alluxio.master.ttl.checker.interval = 1hour- Impersonal/Acl/SASL HDFS 相似的权限管控性能同样实用于 Alluxio
- 缓存同步与清理
e.g:
缓存清理：Alluxio rm -r -U alluxio:///<path>
缓存同步：alluxio load alluxio:///<path>Amazon EMR 上的 Alluxio 集成
集成架构
Alluxio 在 Amazon EMR 上的架构如下所示：
如上图所示，Alluxio Master 组件作为治理模块，装置部署在 Amazon EMR 主实例组，如果须要 Alluxio HA 高可用，能够通过将 EMR 部署为多主，在 bootstrap 中关上 alluxio HA(-h) 的开关，部署部署脚本 Alluxio Master 部署到每个 EMR 主节点实例，并在 S3 目录以供 Alluxio 主节点故障转移时做 Raft 选举。
Alluxio Worker 下面的组件装置部署在 Amazon EMR 的外围及工作组中，因为工作实例组可能配置扩大，减少工作计算节点时 Alluxio 工作也会放大，有时会造成客户节点的从新均衡，造成缓存节点性能层，因而提供了组所以对于工作实例是否装置部署 Alluxio，在疏导脚本中也同样了开关 (-g)。
Alluxio tier storage 配置为 mem layer，UFS backend 配置为 S3 数据湖存储。
相应的 Alluxio job master、job worker 组件，以及 master、worker 节点同样的部署形式，部署装置在 EMR 主实例组和外围、工作实例组中。
集成步骤
上面具体介绍 Alluxio 在 Amazon EMR 上集成的施行步骤
- alluxio 官网下载社区版 tar 安装包（本文采纳 7.3）
- 能够通过 Amazon cli 或者 emr 控制台，指定初始化配置 json 和 bootstrap 形式进行 EMR 上 alluxio 的集成装置和部署
- 亚马逊 emr cli 形式：
aws emr create-cluster \
--release-label emr-6.5.0 \
–instance-groups '[{"InstanceCount":2,"EbsConfiguration":{"EbsBlockDeviceConfigs":[{"VolumeSpecification":{"SizeInGB":64,"VolumeType":"gp2″},"InstanceGroupType":"CORE","InstanceType":"m5.xlarge","Name":"Core-2″}, \
{"InstanceCount":1,"EbsConfiguration":{"EbsBlockDeviceConfigs":[{"VolumeSpecification":{"SizeInGB":64,"VolumeType":"gp2″},"VolumesPerInstance":2}]},"InstanceGroupType":"MASTER","InstanceType":"m5.xlarge","Name":"Master-1″}]' \
--applications Name=Spark Name=Presto Name=Hive \
--name try-alluxio \
--bootstrap-actions \
Path=s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/alluxio-emr.sh,\
Args=[s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/data/,-d,"s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/install/alluxio-2.7.3-bin.tar.gz",-p,"alluxio.user.block.size.bytes.default=122M|alluxio.user.file.writetype.default=CACHE_THROUGH",-s,"|"] \
--configurations s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/ \
--ec2-attributes KeyName=ec203.pem- emr 剖析上形式：
boostrap 初始化参数
s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/data/ -d s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/install/alluxio-2.7.3-bin.tar.gz -p alluxio.user。block.size.bytes.default=122M|alluxio.user.file.writetype.default=CACHE_THROUGH -s |
boostrap 初始化参数
s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/data/ -d s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/install/alluxio-2.7.3-bin.tar.gz -p alluxio.user.block.size.bytes.default=122M|alluxio.user.file.writetype.default=CACHE_THROUGH -s |
配置文件及 boostrap 脚本：s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/install：装置 tar 包
s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/data：测试 under store 底层存储
s3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/*.sh|*.json : bootstrap 脚本及 initial 配置
初始化 Alluxio json 集群配置：{"Classification":"presto-connector-hive","Properties":{"hive.force-local-scheduling":"true","hive.metastore":"glue","hive.s3-file-system-type":"PRESTO"}},{"Classification":"hadoop-env","Configurations":[{"Classification":"export","Properties":{"HADOOP_CLASSPATH":"/opt/alluxio/client/alluxio-client.jar:${HADOOP_CLASSPATH}"}}],"Properties":{}}Boostrap 启动脚本阐明
- Bootstrap 次要实现 alluxio 集成步骤，包含解压 allioux tar 装置，等期待启动组件，而后解压批改 alluxio 配置文件，启动 alluxio 组件和组件过程
- Alluxio 社区官网提供了和 Amazon emr 的集成 boostrap，但只有 HA 没有扩大 27，高（例如：emr6.5）上组件组件表明会呈现抵触，并且须要思考工作节点不同实例的类型的版本，等场景，本计划将原先的脚本次要降级和优化为：Bootstrap 脚本在工作节点启动，因为找不到 DataNode 过程类型，官网脚本内没有判断工作，会期待循环实例
wait_for_hadoop func 须要批改，如果是 task，不再期待 datanode 过程，进入下一步骤
local -r is_task="false"
grep -i "instanceRole" /mnt/var/lib/info/job-flow-state.txt|grep -i task
if [$? = "0"];then
is_task="true"
fi- 如果不须要扩大 Task 实例上的 Alluxio worker，须要 boostrap 脚本中指定参数以便辨认放过 Task 实例上的 alluxio 装置部署过程
e)ignore_task_node="true"
;;
if [["${ignore_task_node}" = "true" ]]; then
"don't install alluxio on task node, boostrap exit!"
exit 0
fi- 没有反对 HA 的 bootstrap 脚本，须要在 bootstrap 外面判断多个 master 节点并默认启动 standby alluxio master。这里采纳嵌入式 JN 节点的模式，不占用 EMR 上 Zookeeper 的资源：Alluxio HA 模式下工作列表节点须要减少 HA rpc 拜访地址
if [["${ha_mode}" = "true" ]]; then
namenodes=$(xmllint --xpath "/configuration/property[name='${namenode_prop}']/value/text()" "${ALLUXIO_HOME}/conf/hdfs-site.xml")
alluxio_journal_addre=""alluxio_rpc_addre=""
for namenode in ${namenodes//,/}; do
if [["${alluxio_rpc_addre}" != "" ]]; then
alluxio_rpc_addre=$alluxio_rpc_addre","
alluxio_journal_addre=$alluxio_journal_addre","
fi
alluxio_rpc_addre=$alluxio_rpc_addre"${namenode}:19998"
alluxio_journal_addre=$alluxio_journal_addre"${namenode}:19200"
done
set_alluxio_property alluxio.master.rpc.addresses $alluxio_rpc_addre
fi验证 Alluxio 的工作原理
EMR 启动，会主动拉起 Alluxio 的管理员，工人过程，Alluxio 的管理员 29999 等端口的信息管理管制台上，能够不便的查看到集群的状态及后容量、UFS 的能力
Alluxio 控制台
计算框架集成
create external table s3_test1 (userid INT,
age INT,
gender CHAR(1),
occupation STRING,
zipcode STRING)
ROW FORMAT DELIMITED
FIELDS TERMINATED BY '|'
LOCATION 's3://xxxxxx.serverless-analytics/alluxiodemobucket/data/s3_test1'
Hive alluxio 读写
0: jdbc:hive2://xx.xx.xx.xx:10000/default> shwo create table alluxiodb.test1;
| createtab_stmt |
+----------------------------------------------------+
| CREATE EXTERNAL TABLE `alluxiodb.test1`( |
| `userid` int, |
| `age` int, |
| `gender` char(1), |
| `occupation` string, |
| `zipcode` string) |
| ROW FORMAT SERDE |
| 'org.apache.hadoop.hive.serde2.lazy.LazySimpleSerDe' |
| WITH SERDEPROPERTIES ( |
| 'field.delim'='|', |
| 'serialization.format'='|') |
| STORED AS INPUTFORMAT |
| 'org.apache.hadoop.mapred.TextInputFormat' |
| OUTPUTFORMAT |
| 'org.apache.hadoop.hive.ql.io.HiveIgnoreKeyTextOutputFormat' |
| LOCATION |
| 'alluxio:/testTable' |
| TBLPROPERTIES ( |
| 'bucketing_version'='2') |
+----------------------------------------------------+
0: jdbc:hive2://xx.xx.xx.xx:10000/default>INSERT INTO alluxiodb.test1 VALUES (2, 24, 'F', 'Developer', '12345');
0: jdbc:hive2://xx.xx.xx.xx:10000/default> select * from test1;
--+
| test1.userid | test1.age | test1.gender | test1.occupation | test1.zipcode |
+---------------+------------+---------------+-------------------+----------------+
| 1 | 24 | F | Developer | 12345 |
| 4 | 46 | F | Developer | 12345 |
| 5 | 56 | A | Developer | 12345 |
| 2 | 224 | F | Developer | 12345
Trino alluxio query：trino:alluxiodb> select * from test1;
userid | age | gender | occupation | zipcode
--------+-----+--------+------------+---------
1 | 24 | F | Developer | 12345
2 | 224 | F | Developer | 12345
Spark alluxio 读写
>>> spark.sql("insert into alluxiodb.test1 values (3,33,'T','Admin','222222')")
>>> spark.sql("select * from alluxiodb.test1").show(1000,False) +------+---+------+----------+-------+
|userid|age|gender|occupation|zipcode|
+------+---+------+----------+-------+
|2 |224|F |Developer |12345 |
|3 |33 |T |Admin |222222 |
|1 |24 |F |Developer |12345 |
+------+---+------+----------+-------+基准测试
采纳 hive tpcds benchmark 生成并加载测试数据，能够不便的比照通过 s3 门路和 alluxio 缓存门路利用场景下性能查问。
- alluxio hive 基准测试后果：
hive -i testbench_alluxio.settings
hive> use tpcds_bin_partitioned_orc_30;
hive> source query55.sql;
+-----------+------------------------+---------------------+
| brand_id | brand | ext_price |
+-----------+------------------------+---------------------+
| 2002002 | importoimporto #2 | 328158.27 |
| 4004002 | edu packedu pack #2 | 278740.06999999995 |
| 2004002 | edu packimporto #2 | 243453.09999999998 |
| 2001002 | amalgimporto #2 | 226828.09000000003 |
| 4003002 | exportiedu pack #2 | 194363.72000000003 |
| 5004002 | edu packscholar #2 | 178895.29000000004 |
| 5003002 | exportischolar #2 | 158463.69 |
| 3003002 | exportiexporti #2 | 126980.51999999999 |
| 4001002 | amalgedu pack #2 | 107703.01000000001 |
| 5002002 | importoscholar #2 | 104491.46000000002 |
| 3002002 | importoexporti #2 | 87758.88 |
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+-----------+------------------------+---------------------+- s3 hive 基准测试后果：
hive -i testbench_s3.settings
hive> use tpcds_bin_partitioned_orc_30;
hive> source query55.sql;
+-----------+------------------------+---------------------+
| brand_id | brand | ext_price |
+-----------+------------------------+---------------------+
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| 4004002 | edu packedu pack #2 | 241747.01000000004 |
| 2004002 | edu packimporto #2 | 214636.82999999996 |
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| 5004002 | edu packscholar #2 | 97543.4 |
| 3002002 | importoexporti #2 | 90002.6 |
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| 2004001 | importoimporto #2 | 37814.93 |
| 9010002 | univunivamalg #2 | 37780.55 |
| 3003001 | amalgexporti #2 | 37501.25 |
| 8014006 | edu packmaxi #6 | 35914.21000000001 |
| 8011006 | amalgmaxi #6 | 35302.51 |
| 8013007 | amalgcorp #4 | 34994.01 |
| 7003006 | exportibrand #6 | 34596.55 |
| 6009006 | maxicorp #6 | 44116.12 |
| 8002004 | importonameless #4 | 43876.82000000001 |
| 8001008 | amalgnameless #8 | 43666.869999999995 |
| 7002006 | importobrand #6 | 43574.33 |
| 7013008 | exportinameless #8 | 43497.73 |
| 6014008 | edu packbrand #8 | 43381.46 |
| 10014007 | edu packamalgamalg #7 | 42982.090000000004 |
| 9006004 | corpmaxi #4 | 42437.49 |
| 9016008 | corpunivamalg #8 | 41782.0 |
| 10006015 | amalgamalg #2 | 31716.129999999997 |
| 2003001 | univnameless #4 | 31491.340000000004 |
+-----------+------------------------+----------能够看到均匀工作的 QPS 晋升 30%~40% 左右，局部工作晋升 50% 以上。
参考资料
Amazon EMR 上的 Alluxio 装置部署：
https://aws.amazon.com/cn/blo…
Alluxio 社区 EMR 集成指南：
https://docs.alluxio.io/os/us…
亚马逊 EMR 群：
https://docs.aws.amazon.com/z…
小结
本文具体介绍了在 alluxio 上 alluxio 集群启动装置的部署，脚本及 EMR 集群初始化 json 配置，并通过开启 Alluxio tpcds 规范基准，比拟了开启 Alluxio 的 EMR 集群上 hive sql 查问的晋升性能。
本文作者
唐清原
亚马逊云科技数据分析解决方案架构师，负责亚马逊数据分析服务计划文化架构设计以及性能优化，迁徙，治理等深潜反对。10+ 数据畛域研发及架构设计教训，历任 Oracle 高级顾问参谋，咪咕数据集市高级架构师，澳州数据分析畛域架构师职务。在银行大数据，新智能湖等我的项目有丰盛实战经验。
陈昊
解决从架构师、亚马逊云教训单干计划的次要单干计划）20 年的 IT 行业教训，在企业开发、架构设计及建设方面具备丰盛的实践经验。和设计工作，推动亚马逊云服务的利用推广以及帮忙合作伙伴在国内制作更高效的亚马逊云服务解决方案。