一、实战概述

在本次实战中，我们将利用Apache Hadoop的MapReduce框架来计算一个包含五名学生五门科目成绩的数据集的总分和平均分。我们将通过以下步骤实现这一目标：首先，在虚拟机上创建并准备数据，将成绩表以文本文件形式存储并在HDFS上设定输入目录；然后，使用IntelliJ IDEA创建Maven项目，并添加必要的Hadoop和JUnit依赖；接着，我们将实现ScoreMapper和ScoreReducer类，分别负责处理输入数据和计算总分与平均分；在ScoreDriver类中，我们将配置作业并运行MapReduce任务。最后，我们将通过HDFS Shell命令查看结果文件内容。此实战旨在深入理解并掌握MapReduce在处理和分析学生成绩数据中的应用，展现其强大的分布式计算能力。

二、提出任务

成绩表，包含六个字段（姓名、语文、数学、英语、物理、化学），有五条记录

利用MR框架，计算每个同学的总分与平均分

三、完成任务

（一）准备数据

1、在虚拟机上创建文本文件

在master虚拟机上创建score.txt文件

2、上传文件到HDFS指定目录

创建/calcscore/input目录，执行命令：hdfs dfs -mkdir -p /calcscore/input

将文本文件score.txt上传到HDFS的/calcscore/input目录

（二）实现步骤

说明：集成开发环境IntelliJ IDEA版本 - 2022.3

1、创建Maven项目

Maven项目 - MRCalcScore，设置了JDK版本 - 1.8，组标识 - net.pm.mr

单击【Create】按钮，得到初始化项目

2、添加相关依赖

在pom.xml文件里添加hadoop和junit依赖

<dependencies>                                      
    <!--hadoop客户端-->                                
    <dependency>                                    
        <groupId>org.apache.hadoop</groupId>        
        <artifactId>hadoop-client</artifactId>      
        <version>3.3.4</version>                    
    </dependency>                                   
    <!--单元测试框架-->                                   
    <dependency>                                    
        <groupId>junit</groupId>                    
        <artifactId>junit</artifactId>              
        <version>4.13.2</version>                   
    </dependency>                                   
</dependencies>        

刷新项目依赖

3、创建日志属性文件

在resources目录里创建log4j.properties文件

log4j.rootLogger=ERROR, stdout, logfile
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
log4j.appender.logfile=org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.logfile.File=target/calcscore.log
log4j.appender.logfile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.logfile.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n

4、创建成绩映射器类

创建net.pm.mr包，在包里创建ScoreMapper类

package net.pm.mr;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.LongWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

import java.io.IOException;

/**
 * 功能：成绩映射器
 * 
 * 
 */
public class ScoreMapper extends Mapper<LongWritable, Text, Text, IntWritable> {
    @Override
    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context)
            throws IOException, InterruptedException {
        // 获取行数据
        String line = value.toString();
        // 按空格拆分，得到字段数组
        String[] fields = line.split(" ");
        // 获取姓名
        String name = fields[0];
        // 遍历各科成绩
        for (int i = 1; i < fields.length; i++) {
            // 获取成绩
            int score = Integer.parseInt(fields[i]);
            // 将<姓名,成绩>键值对写入中间结果
            context.write(new Text(name), new IntWritable(score));        }
    }
}

5、创建成绩驱动器类

在net.pm.mr包里创建ScoreDriver类
package net.huawei.mr;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.FSDataInputStream;
import org.apache.hadoop.fs.FileStatus;
import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IOUtils;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.input.FileInputFormat;
import org.apache.hadoop.mapreduce.lib.output.FileOutputFormat;

import java.net.URI;

/**
 * 功能：成绩驱动器类
 *
 * 日期：2023年12月29日
 */
public class ScoreDriver {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建配置对象
        Configuration conf = new Configuration();
        // 设置客户端使用数据节点主机名属性
        conf.set("dfs.client.use.datanode.hostname", "true");

        // 获取作业实例
        Job job = Job.getInstance(conf);
        // 设置作业启动类
        job.setJarByClass(ScoreDriver.class);

        // 设置Mapper类
        job.setMapperClass(ScoreMapper.class);
        // 设置map任务输出键类型
        job.setMapOutputKeyClass(Text.class);
        // 设置map任务输出值类型
        job.setMapOutputValueClass(IntWritable.class);        

        // 定义uri字符串
        String uri = "hdfs://master:9000";
     
        // 创建输入目录
        Path inputPath = new Path(uri + "/calcscore/input");
        // 创建输出目录
        Path outputPath = new Path(uri + "/calcscore/output");

        // 获取文件系统
        FileSystem fs = FileSystem.get(new URI(uri), conf);
        // 删除输出目录（第二个参数设置是否递归）
        fs.delete(outputPath, true);

        // 给作业添加输入目录（允许多个）
        FileInputFormat.addInputPath(job, inputPath);
        // 给作业设置输出目录（只能一个）
        FileOutputFormat.setOutputPath(job, outputPath);

        // 等待作业完成
        job.waitForCompletion(true);

        // 输出统计结果
        System.out.println("======统计结果======");
        FileStatus[] fileStatuses = fs.listStatus(outputPath);
        for (int i = 1; i < fileStatuses.length; i++) {
            // 输出结果文件路径
            System.out.println(fileStatuses[i].getPath());
            // 获取文件系统数据字节输入流
            FSDataInputStream in = fs.open(fileStatuses[i].getPath());
            // 将结果文件显示在控制台
            IOUtils.copyBytes(in, System.out, 4096, false);
        }
    }
}

说明：该Java类ScoreDriver是Hadoop MapReduce作业的主驱动类，用于启动和监控整个计算流程。首先，它配置作业属性、设置Mapper类、输入输出格式及路径，并从HDFS读取数据。作业完成后，它遍历输出目录下的结果文件，逐个打开并打印至控制台，实现成绩统计任务的执行与结果显示。

6、启动应用，查看结果

运行ScoreDriver类，会看到两列，一列姓名，一列成绩

7、创建成绩归并器类

在net.pm.mr包里创建ScoreReducer类

package net.huawei.mr;

import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Reducer;

import java.io.IOException;
import java.text.DecimalFormat;

/**
 * 功能：成绩归并器类
 * 
 * 日期：2023年12月29日
 */
public class ScoreReducer extends Reducer<Text, IntWritable, Text, NullWritable> {
    @Override
    protected void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values, Context context)
            throws IOException, InterruptedException {
        // 声明科目数、总分和平均分变量
        int count = 0;
        int sum = 0;
        double avg = 0;
        // 遍历迭代器计算总分
        for (IntWritable value : values) {
            count++; // 科目数累加
            sum = sum + value.get(); // 累加每科成绩
        }
        // 计算平均分
        avg = sum * 1.0 / count;
        // 创建小数点格式对象（保留一位小数）
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.#");
        // 拼接每个学生总分与平均分成绩信息
        String scoreInfo = "(" + key + "," + new IntWritable(sum) + "," + df.format(avg) + ")";
        // 写入键值对<scoreInfo,null>
        context.write(new Text(scoreInfo), NullWritable.get());
    }
}

说明：该Java类ScoreReducer继承自Hadoop MapReduce的Reducer，用于计算每个学生各科成绩总分与平均分。在reduce方法中，遍历输入的<姓名, 成绩>对，累加科目数和总分，计算平均分，并格式化输出结果（保留一位小数）。最后将拼接好的成绩信息作为键，写入null值的键值对到输出文件。

8、修改成绩驱动器类

设置Reducer类及其输出键值类型

9、启动应用，查看结果

运行ScoreDriver 类，看到指定格式的成绩统计

利用HDFS Shell命令查看结果文件内容