摘 要:海量文本快速索引是云檢索系統(tǒng)的一個難點,而分布式索引程序的開發(fā)難度較大。文中提出了一種基于MapReduce的分布式索引方法,通過在Map函數(shù)中執(zhí)行文檔的解析及索引,以及在Reduce函數(shù)中合并索引數(shù)據(jù),以減少文檔排序的工作量,提高索引效率。實驗結(jié)果表明,該方法適用于海量數(shù)據(jù)的并行處理。
關(guān)鍵詞:海量文本;分布式;索引;MapReduce
中圖分類號:TP302文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)07-0065-02
0引言
海量數(shù)據(jù)的使用越來越受到人們的關(guān)注,如何實現(xiàn)為海量文本數(shù)據(jù)快速創(chuàng)建索引以供用戶檢索已經(jīng)成為當(dāng)前面臨的一個重要課題。傳統(tǒng)的集中式索引方案已經(jīng)無法滿足需求,隨著MapReduce機(jī)制的出現(xiàn)[1],人們開始研究使用MapReduce進(jìn)行分布式索引的方案?,F(xiàn)有的基于MapReduce的方法都局限于MapReduce的原始框架[2,3],無法處理數(shù)據(jù)量大、不可分割的文檔,也缺乏對海量索引的管理機(jī)制。因此,通過對現(xiàn)有方法的改進(jìn)[4],本文設(shè)計了一種面向海量大文本的MapReduce索引方法,通過實驗測試了改進(jìn)方案的索引性能。
1MapReduce簡介
MapReduce是一種通過將任務(wù)分發(fā)到多臺機(jī)器上來處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的編程模式[5]。它最初是由Google設(shè)計的,用于利用分布式架構(gòu)來處理大數(shù)據(jù)集上的計算任務(wù)。一個MapReduce工作主要使用Map和Reduce兩個函數(shù)。Map函數(shù)接收一個
2MI-RM索引方法
本文設(shè)計的分布式索引方法的主要思想是:在Map函數(shù)中執(zhí)行文檔的解析及索引,而在Reduce函數(shù)中合并這些索引數(shù)據(jù),即“Map Index–Reduce Merge”,簡記為MI-RM方法。MI-RM方法采用的策略是,將文檔平均分組,每個組內(nèi)的文檔的索引數(shù)據(jù)交給一個Reduce任務(wù)來合并。Map函數(shù)輸出的中間鍵值對是
Map算法的輸入鍵值對是
Reduce函數(shù)對同組文檔的索引數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并。我們設(shè)計了支持自動分片的Reduce函數(shù),將同組的文檔索引再次分片,合并到不同的索引片中。Reduce在合并索引數(shù)據(jù)的時候,將會控制索引片的大?。蝗绻饕呀?jīng)達(dá)到了閥值,那么就將其作為一個獨立的索引片輸出,然后再創(chuàng)建一個新的索引片來存儲剩余數(shù)據(jù),如此往復(fù)。表1和表2分別展示了MI-RM的Map和Reduce函數(shù)及其算法流程。
表1MI-RM方法的Map函數(shù)
Map
輸入 Key:被索引文檔的組號DocGroup
Value:被索引文檔的存儲路徑DocPath
輸出 Key:被索引文檔的組號DocGroup
Value:被索引文檔的索引數(shù)據(jù)DocIndex
1:從HDFS上獲得DocPath所指向文檔的數(shù)據(jù)流DocStream;
2:用文檔解析器封裝DocStream,獲得過濾后的文檔流FilterStream;
3:創(chuàng)建該文檔的索引DocIndex;
4:從FilterStream讀取文檔,并索引到DocIndex中;
5:輸出
表2MI-RM方法的Reduce函數(shù)
Reduce
輸入 Key:文檔組號DocGroup
Value:該組文檔的索引數(shù)據(jù)列表DocIndex-List
輸出 Key:索引片序號s-id
Value:該索引片數(shù)據(jù)Shard
1:初始化索引片序號s-id = GroupID;
2:創(chuàng)建新索引片;
3:對于DocIndex-List中的每個索引DocIndex,循環(huán):
4:將DocIndex加入到中;
5:如果的大小超過了預(yù)設(shè)閥值:
6:輸出索引片
7:遞增索引片序號s-id = s-id + N;
8:創(chuàng)建新索引片;
9: 結(jié)束循環(huán);
10:輸出最后一個索引片
3測試結(jié)果
3.1測試環(huán)境
首先,我們可以搭建包含3臺機(jī)器的集群,部署Hadoop進(jìn)行分布式索引測試。操作系統(tǒng)均為Ubuntu 8.10,HDFS版本是1.9.2。
本文使用數(shù)據(jù)生成器隨機(jī)生成了18個大小為10 MB的文本進(jìn)行測試。因為測試環(huán)境有限,本文沒有使用大的數(shù)據(jù)量,文本的數(shù)量選擇為18是考慮到它正好是節(jié)點數(shù)的整數(shù)倍,可以使得任務(wù)在各節(jié)點上并行的運(yùn)行。
3.2結(jié)果與分析
在測試中,我們將MI-RM索引方法配置為18個Map任務(wù)和3個Reduce任務(wù)。其中每個節(jié)點上可以并發(fā)地執(zhí)行6個任務(wù),也就是說,Map任務(wù)的最大并發(fā)量為6。測試結(jié)果如下:Map執(zhí)行的總時間為34.253 s,Reduce執(zhí)行的總時間為35.515 s,總的執(zhí)行時間為45.232 s,而采用集中式索引方法處理同樣的數(shù)據(jù)則需要97.232 s,該結(jié)果體現(xiàn)了MI-RM索引方法的效率要優(yōu)于傳統(tǒng)的集中式索引方法。
4結(jié)語
本文探討了一種基于MapReduce的分布式索引方法,并與集中式索引方法做了測試比較,通過實驗表明這種方法能夠減化文檔排序的工作量,從而提高建立文本索引的效率,能夠滿足海量文本數(shù)據(jù)檢索的需求。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] Richard M C McCreadie, Craig Macdonald, IadhOunis. Comparing Distributed Indexing: To MapReduce or Not? [C].Proceedings of LSDS-IR Workshop, Boston, USA, 2009.8-17.
[2] IoannisKonstantinou, Evangelos Angelou, DimitriosTsoumakos et al. Distributed Indexing of Web Scale Datasets for the Cloud[C].Workshop on massive data analytics on the cloud 2010.2010:1-6.
[3] Chang F, Dean J, Ghemawat S, et al. Bigtable: A distributed storage system for structured Data[C]. Proceedings of OSDI 2006.205-218.
[4]馮汝偉,謝強(qiáng),丁秋林,等.基于文本聚類與分布式Lucene的知識檢索[J].計算機(jī)應(yīng)用,2013,33(1):186-188.
[5]馬燦,孟丹,熊勁,等.基于分布式索引和目錄聚合的海量小文件存儲研究[J].高技術(shù)通訊,2012,22(10):1035-1040.
[6]張玥,俞昊旻,張奇,等.面向文本拷貝檢測的分布式索引[J].中文信息學(xué)報,2011,25(1):91-97.
作者簡介:邵武長(1988—),男,江蘇省徐州市人,碩士研究生。主要研究方向是工業(yè)智能與仿真。
————————————————
收稿日期:2014-03-31
摘 要:海量文本快速索引是云檢索系統(tǒng)的一個難點,而分布式索引程序的開發(fā)難度較大。文中提出了一種基于MapReduce的分布式索引方法,通過在Map函數(shù)中執(zhí)行文檔的解析及索引,以及在Reduce函數(shù)中合并索引數(shù)據(jù),以減少文檔排序的工作量,提高索引效率。實驗結(jié)果表明,該方法適用于海量數(shù)據(jù)的并行處理。
關(guān)鍵詞:海量文本;分布式;索引;MapReduce
中圖分類號:TP302文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)07-0065-02
0引言
海量數(shù)據(jù)的使用越來越受到人們的關(guān)注,如何實現(xiàn)為海量文本數(shù)據(jù)快速創(chuàng)建索引以供用戶檢索已經(jīng)成為當(dāng)前面臨的一個重要課題。傳統(tǒng)的集中式索引方案已經(jīng)無法滿足需求,隨著MapReduce機(jī)制的出現(xiàn)[1],人們開始研究使用MapReduce進(jìn)行分布式索引的方案。現(xiàn)有的基于MapReduce的方法都局限于MapReduce的原始框架[2,3],無法處理數(shù)據(jù)量大、不可分割的文檔,也缺乏對海量索引的管理機(jī)制。因此,通過對現(xiàn)有方法的改進(jìn)[4],本文設(shè)計了一種面向海量大文本的MapReduce索引方法,通過實驗測試了改進(jìn)方案的索引性能。
1MapReduce簡介
MapReduce是一種通過將任務(wù)分發(fā)到多臺機(jī)器上來處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的編程模式[5]。它最初是由Google設(shè)計的,用于利用分布式架構(gòu)來處理大數(shù)據(jù)集上的計算任務(wù)。一個MapReduce工作主要使用Map和Reduce兩個函數(shù)。Map函數(shù)接收一個
2MI-RM索引方法
本文設(shè)計的分布式索引方法的主要思想是:在Map函數(shù)中執(zhí)行文檔的解析及索引,而在Reduce函數(shù)中合并這些索引數(shù)據(jù),即“Map Index–Reduce Merge”,簡記為MI-RM方法。MI-RM方法采用的策略是,將文檔平均分組,每個組內(nèi)的文檔的索引數(shù)據(jù)交給一個Reduce任務(wù)來合并。Map函數(shù)輸出的中間鍵值對是
Map算法的輸入鍵值對是
Reduce函數(shù)對同組文檔的索引數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并。我們設(shè)計了支持自動分片的Reduce函數(shù),將同組的文檔索引再次分片,合并到不同的索引片中。Reduce在合并索引數(shù)據(jù)的時候,將會控制索引片的大??;如果索引片已經(jīng)達(dá)到了閥值,那么就將其作為一個獨立的索引片輸出,然后再創(chuàng)建一個新的索引片來存儲剩余數(shù)據(jù),如此往復(fù)。表1和表2分別展示了MI-RM的Map和Reduce函數(shù)及其算法流程。
表1MI-RM方法的Map函數(shù)
Map
輸入 Key:被索引文檔的組號DocGroup
Value:被索引文檔的存儲路徑DocPath
輸出 Key:被索引文檔的組號DocGroup
Value:被索引文檔的索引數(shù)據(jù)DocIndex
1:從HDFS上獲得DocPath所指向文檔的數(shù)據(jù)流DocStream;
2:用文檔解析器封裝DocStream,獲得過濾后的文檔流FilterStream;
3:創(chuàng)建該文檔的索引DocIndex;
4:從FilterStream讀取文檔,并索引到DocIndex中;
5:輸出
表2MI-RM方法的Reduce函數(shù)
Reduce
輸入 Key:文檔組號DocGroup
Value:該組文檔的索引數(shù)據(jù)列表DocIndex-List
輸出 Key:索引片序號s-id
Value:該索引片數(shù)據(jù)Shard
1:初始化索引片序號s-id = GroupID;
2:創(chuàng)建新索引片;
3:對于DocIndex-List中的每個索引DocIndex,循環(huán):
4:將DocIndex加入到中;
5:如果的大小超過了預(yù)設(shè)閥值:
6:輸出索引片
7:遞增索引片序號s-id = s-id + N;
8:創(chuàng)建新索引片;
9: 結(jié)束循環(huán);
10:輸出最后一個索引片
3測試結(jié)果
3.1測試環(huán)境
首先,我們可以搭建包含3臺機(jī)器的集群,部署Hadoop進(jìn)行分布式索引測試。操作系統(tǒng)均為Ubuntu 8.10,HDFS版本是1.9.2。
本文使用數(shù)據(jù)生成器隨機(jī)生成了18個大小為10 MB的文本進(jìn)行測試。因為測試環(huán)境有限,本文沒有使用大的數(shù)據(jù)量,文本的數(shù)量選擇為18是考慮到它正好是節(jié)點數(shù)的整數(shù)倍,可以使得任務(wù)在各節(jié)點上并行的運(yùn)行。
3.2結(jié)果與分析
在測試中,我們將MI-RM索引方法配置為18個Map任務(wù)和3個Reduce任務(wù)。其中每個節(jié)點上可以并發(fā)地執(zhí)行6個任務(wù),也就是說,Map任務(wù)的最大并發(fā)量為6。測試結(jié)果如下:Map執(zhí)行的總時間為34.253 s,Reduce執(zhí)行的總時間為35.515 s,總的執(zhí)行時間為45.232 s,而采用集中式索引方法處理同樣的數(shù)據(jù)則需要97.232 s,該結(jié)果體現(xiàn)了MI-RM索引方法的效率要優(yōu)于傳統(tǒng)的集中式索引方法。
4結(jié)語
本文探討了一種基于MapReduce的分布式索引方法,并與集中式索引方法做了測試比較,通過實驗表明這種方法能夠減化文檔排序的工作量,從而提高建立文本索引的效率,能夠滿足海量文本數(shù)據(jù)檢索的需求。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] Richard M C McCreadie, Craig Macdonald, IadhOunis. Comparing Distributed Indexing: To MapReduce or Not? [C].Proceedings of LSDS-IR Workshop, Boston, USA, 2009.8-17.
[2] IoannisKonstantinou, Evangelos Angelou, DimitriosTsoumakos et al. Distributed Indexing of Web Scale Datasets for the Cloud[C].Workshop on massive data analytics on the cloud 2010.2010:1-6.
[3] Chang F, Dean J, Ghemawat S, et al. Bigtable: A distributed storage system for structured Data[C]. Proceedings of OSDI 2006.205-218.
[4]馮汝偉,謝強(qiáng),丁秋林,等.基于文本聚類與分布式Lucene的知識檢索[J].計算機(jī)應(yīng)用,2013,33(1):186-188.
[5]馬燦,孟丹,熊勁,等.基于分布式索引和目錄聚合的海量小文件存儲研究[J].高技術(shù)通訊,2012,22(10):1035-1040.
[6]張玥,俞昊旻,張奇,等.面向文本拷貝檢測的分布式索引[J].中文信息學(xué)報,2011,25(1):91-97.
作者簡介:邵武長(1988—),男,江蘇省徐州市人,碩士研究生。主要研究方向是工業(yè)智能與仿真。
————————————————
收稿日期:2014-03-31
摘 要:海量文本快速索引是云檢索系統(tǒng)的一個難點,而分布式索引程序的開發(fā)難度較大。文中提出了一種基于MapReduce的分布式索引方法,通過在Map函數(shù)中執(zhí)行文檔的解析及索引,以及在Reduce函數(shù)中合并索引數(shù)據(jù),以減少文檔排序的工作量,提高索引效率。實驗結(jié)果表明,該方法適用于海量數(shù)據(jù)的并行處理。
關(guān)鍵詞:海量文本;分布式;索引;MapReduce
中圖分類號:TP302文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)07-0065-02
0引言
海量數(shù)據(jù)的使用越來越受到人們的關(guān)注,如何實現(xiàn)為海量文本數(shù)據(jù)快速創(chuàng)建索引以供用戶檢索已經(jīng)成為當(dāng)前面臨的一個重要課題。傳統(tǒng)的集中式索引方案已經(jīng)無法滿足需求,隨著MapReduce機(jī)制的出現(xiàn)[1],人們開始研究使用MapReduce進(jìn)行分布式索引的方案?,F(xiàn)有的基于MapReduce的方法都局限于MapReduce的原始框架[2,3],無法處理數(shù)據(jù)量大、不可分割的文檔,也缺乏對海量索引的管理機(jī)制。因此,通過對現(xiàn)有方法的改進(jìn)[4],本文設(shè)計了一種面向海量大文本的MapReduce索引方法,通過實驗測試了改進(jìn)方案的索引性能。
1MapReduce簡介
MapReduce是一種通過將任務(wù)分發(fā)到多臺機(jī)器上來處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的編程模式[5]。它最初是由Google設(shè)計的,用于利用分布式架構(gòu)來處理大數(shù)據(jù)集上的計算任務(wù)。一個MapReduce工作主要使用Map和Reduce兩個函數(shù)。Map函數(shù)接收一個
2MI-RM索引方法
本文設(shè)計的分布式索引方法的主要思想是:在Map函數(shù)中執(zhí)行文檔的解析及索引,而在Reduce函數(shù)中合并這些索引數(shù)據(jù),即“Map Index–Reduce Merge”,簡記為MI-RM方法。MI-RM方法采用的策略是,將文檔平均分組,每個組內(nèi)的文檔的索引數(shù)據(jù)交給一個Reduce任務(wù)來合并。Map函數(shù)輸出的中間鍵值對是
Map算法的輸入鍵值對是
Reduce函數(shù)對同組文檔的索引數(shù)據(jù)進(jìn)行歸并。我們設(shè)計了支持自動分片的Reduce函數(shù),將同組的文檔索引再次分片,合并到不同的索引片中。Reduce在合并索引數(shù)據(jù)的時候,將會控制索引片的大?。蝗绻饕呀?jīng)達(dá)到了閥值,那么就將其作為一個獨立的索引片輸出,然后再創(chuàng)建一個新的索引片來存儲剩余數(shù)據(jù),如此往復(fù)。表1和表2分別展示了MI-RM的Map和Reduce函數(shù)及其算法流程。
表1MI-RM方法的Map函數(shù)
Map
輸入 Key:被索引文檔的組號DocGroup
Value:被索引文檔的存儲路徑DocPath
輸出 Key:被索引文檔的組號DocGroup
Value:被索引文檔的索引數(shù)據(jù)DocIndex
1:從HDFS上獲得DocPath所指向文檔的數(shù)據(jù)流DocStream;
2:用文檔解析器封裝DocStream,獲得過濾后的文檔流FilterStream;
3:創(chuàng)建該文檔的索引DocIndex;
4:從FilterStream讀取文檔,并索引到DocIndex中;
5:輸出
表2MI-RM方法的Reduce函數(shù)
Reduce
輸入 Key:文檔組號DocGroup
Value:該組文檔的索引數(shù)據(jù)列表DocIndex-List
輸出 Key:索引片序號s-id
Value:該索引片數(shù)據(jù)Shard
1:初始化索引片序號s-id = GroupID;
2:創(chuàng)建新索引片;
3:對于DocIndex-List中的每個索引DocIndex,循環(huán):
4:將DocIndex加入到中;
5:如果的大小超過了預(yù)設(shè)閥值:
6:輸出索引片
7:遞增索引片序號s-id = s-id + N;
8:創(chuàng)建新索引片;
9: 結(jié)束循環(huán);
10:輸出最后一個索引片
3測試結(jié)果
3.1測試環(huán)境
首先,我們可以搭建包含3臺機(jī)器的集群,部署Hadoop進(jìn)行分布式索引測試。操作系統(tǒng)均為Ubuntu 8.10,HDFS版本是1.9.2。
本文使用數(shù)據(jù)生成器隨機(jī)生成了18個大小為10 MB的文本進(jìn)行測試。因為測試環(huán)境有限,本文沒有使用大的數(shù)據(jù)量,文本的數(shù)量選擇為18是考慮到它正好是節(jié)點數(shù)的整數(shù)倍,可以使得任務(wù)在各節(jié)點上并行的運(yùn)行。
3.2結(jié)果與分析
在測試中,我們將MI-RM索引方法配置為18個Map任務(wù)和3個Reduce任務(wù)。其中每個節(jié)點上可以并發(fā)地執(zhí)行6個任務(wù),也就是說,Map任務(wù)的最大并發(fā)量為6。測試結(jié)果如下:Map執(zhí)行的總時間為34.253 s,Reduce執(zhí)行的總時間為35.515 s,總的執(zhí)行時間為45.232 s,而采用集中式索引方法處理同樣的數(shù)據(jù)則需要97.232 s,該結(jié)果體現(xiàn)了MI-RM索引方法的效率要優(yōu)于傳統(tǒng)的集中式索引方法。
4結(jié)語
本文探討了一種基于MapReduce的分布式索引方法,并與集中式索引方法做了測試比較,通過實驗表明這種方法能夠減化文檔排序的工作量,從而提高建立文本索引的效率,能夠滿足海量文本數(shù)據(jù)檢索的需求。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] Richard M C McCreadie, Craig Macdonald, IadhOunis. Comparing Distributed Indexing: To MapReduce or Not? [C].Proceedings of LSDS-IR Workshop, Boston, USA, 2009.8-17.
[2] IoannisKonstantinou, Evangelos Angelou, DimitriosTsoumakos et al. Distributed Indexing of Web Scale Datasets for the Cloud[C].Workshop on massive data analytics on the cloud 2010.2010:1-6.
[3] Chang F, Dean J, Ghemawat S, et al. Bigtable: A distributed storage system for structured Data[C]. Proceedings of OSDI 2006.205-218.
[4]馮汝偉,謝強(qiáng),丁秋林,等.基于文本聚類與分布式Lucene的知識檢索[J].計算機(jī)應(yīng)用,2013,33(1):186-188.
[5]馬燦,孟丹,熊勁,等.基于分布式索引和目錄聚合的海量小文件存儲研究[J].高技術(shù)通訊,2012,22(10):1035-1040.
[6]張玥,俞昊旻,張奇,等.面向文本拷貝檢測的分布式索引[J].中文信息學(xué)報,2011,25(1):91-97.
作者簡介:邵武長(1988—),男,江蘇省徐州市人,碩士研究生。主要研究方向是工業(yè)智能與仿真。
————————————————
收稿日期:2014-03-31