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标题: 【上海校区】Yarn源码剖析（四）-- AM的注册与资源调度申... [打印本页]
作者: 不二晨 时间: 2018-9-18 09:00
标题: 【上海校区】Yarn源码剖析（四）-- AM的注册与资源调度申...
AM注册到RM1. 从Yarn源码剖析（三）-- ApplicationMaster的启动可知提交应用程序至yarn时最后启动了ApplicationMaster类，所以我们直接来看这个类（是spark自己封装的AM）的main方法，可以看到spark是通过调用AMRMClient客户端来调用相关API来实现AM注册的，以及资源的调度。
amClient = AMRMClient.createAMRMClient() //创建一个客户端实例
amClient.init(conf) //初始化
amClient.start() //启动客户端
this.uiHistoryAddress = uiHistoryAddress
val trackingUrl = uiAddress.getOrElse {
if (sparkConf.get(ALLOW_HISTORY_SERVER_TRACKING_URL)) uiHistoryAddress else ""
}
logInfo("Registering the ApplicationMaster")
synchronized {
amClient.registerApplicationMaster(Utils.localHostName(), 0, trackingUrl) //注册AM
registered = true
}
2. 那我们就对应这几个API到hadoop源码中去剖析AM注册启动的过程，先从AMRMClient.createAMRMClient()入手，我们找到hadoop代码中org.apache.hadoop.yarn.client.api.AMRMClient这个类（hadoop是2.7.4版本的代码），可以看到就是new了一个实现类AMRMClientImpl
public static <T extends ContainerRequest> AMRMClient<T> createAMRMClient() {
AMRMClient<T> client = new AMRMClientImpl<T>();
return client;
}
3. 接下来看一下amClient.init(conf)的初始化方法，那我们这里显然是由 AMRMClientImpl()实现，因此我们去看它的serviceInit(),内部就是把配置文件做了一个初始化，就不多做分析了。接着看amClient.start()方法，它同init()方法一样，相关的初始化和启动方法在Yarn源码剖析（一） --- RM与NM服务启动以及心跳通信有做介绍，显然也是由AMRMClientImpl()实现的，内部就实现了为指定的协议创建资源管理器的代理。至此AM服务的初始化、启动就完成了，接下来就是注册这个AM到RM上了，从spark端的代码中可以看到，是调用了AMRMClient.registerApplicationMaster()方法。
synchronized {
amClient.registerApplicationMaster(Utils.localHostName(), 0, trackingUrl)
registered = true
}
4. 那我们就来看一下这个代码AMRMClient.registerApplicationMaster()，由它的实现类AMRMClientImpl()实现。
private RegisterApplicationMasterResponse registerApplicationMaster()
throws YarnException, IOException {
//设置资源请求
RegisterApplicationMasterRequest request =
RegisterApplicationMasterRequest.newInstance(this.appHostName,
this.appHostPort, this.appTrackingUrl);
//获取响应
RegisterApplicationMasterResponse response =
rmClient.registerApplicationMaster(request); //关键方法
synchronized (this) {
lastResponseId = 0;
if (!response.getNMTokensFromPreviousAttempts().isEmpty()) {
populateNMTokens(response.getNMTokensFromPreviousAttempts());
}
}
return response;
}
5. 很明显这里有一个非常关键的方法rmClient.registerApplicationMaster(request)，点进去发现这个方法由AM的服务端代码来实现，这内部就是真正做注册的事情了。下面这段代码就是内部真正做注册的代码，这块代码涉及到yarn状态机的转换，通过提交不同的事件来做相应的处理，这块内容单独拿出来讲完全可以形成一篇长文，所以有兴趣的朋友可以自己去阅读源码或者查阅资料。
LOG.info("AM registration " + applicationAttemptId);
this.rmContext
.getDispatcher()
.getEventHandler()
.handle(
new RMAppAttemptRegistrationEvent(applicationAttemptId, request
.getHost(), request.getRpcPort(), request.getTrackingUrl()));
6. 根据状事件状态的提交，AM注册会交由到RMAppAttemptImpl中的AMRegisteredTransition.transition类来实现，该方法实现了状态机的转换由ACCEPTED状态变换RUNNING，至此AM注册成功。
// Let the app know
appAttempt.eventHandler.handle(new RMAppEvent(appAttempt
.getAppAttemptId().getApplicationId(),
RMAppEventType.ATTEMPT_REGISTERED));
AM申请Container1. 从下文代码可以看出，调用了AMRMClient的allocate方法来实现资源调度，所以我们去看hadoop代码中AM是如何做资源调度的。
//内部是对封装请求信息
updateResourceRequests()
val progressIndicator = 0.1f
// requests.
//此方法就是去yarn查看所有节点可用的资源信息
val allocateResponse = amClient.allocate(progressIndicator)
val allocatedContainers = allocateResponse.getAllocatedContainers()
2. 先看一下updateResourceRequests()内部，调用了以下这个方法，这个方法就是将请求传给RM，这个方法我就不做具体分析了。
newLocalityRequests.foreach { request =>
amClient.addContainerRequest(request)
}
3. 接下来就看关键方法amClient.allocate(progressIndicator)，当然该方法也是有AMRMClientImpl实现类实现的，并且在该实现类初始化时，实例化了ApplicationMasterProtocol，并调用该对象allocate，由ApplicationMasterService实现，这个代码比较的长，所以我们分段来看关键的代码，先来看这段代码，这里先去执行了STATUS_UPDATE事件，更新保存一下各个节点的资源信息（因为在之前一系列的操作中，集群的资源可能已经发生变化了）
// Send the status update to the appAttempt.
this.rmContext.getDispatcher().getEventHandler().handle(
new RMAppAttemptStatusupdateEvent(appAttemptId, request
.getProgress()));
4. 接下来则是去检查一下调度器队列中的cpu和内存是否足够
//去检查队列中的cpu和内存是否足够
RMServerUtils.normalizeAndValidateRequests(ask,
rScheduler.getMaximumResourceCapability(), app.getQueue(),
rScheduler, rmContext);
5. 下面就是实现了调度器的资源调度，我们默认分析Capatity Scheduler
// Send new requests to appAttempt.
Allocation allocation =
this.rScheduler.allocate(appAttemptId, ask, release,
blacklistAdditions, blacklistRemovals);
6. 对于请求，我们会做一个资源规整化，在各类调度器中有一个规整化因子，capatity以及FIFO调度器都是不可配的，由yarn的最小可调度资源来决定，Fair调度器则可以配置，什么叫规整化因子，其实很好理解，假设规整化因子是1G,如果此时申请的资源是800M，那么yarn也会调度1个G内存的Container供任务使用
// Sanity check
//规整化资源请求
SchedulerUtils.normalizeRequests(
ask, getResourceCalculator(), getClusterResource(),
getMinimumResourceCapability(), getMaximumResourceCapability());
7. 我们继续看最后返回了getAllocation方法，内部有一个重要的方法pullNewlyAllocatedContainersAndNMTokens()，所有的调度器最终都会来执行这个方法，这个方法内部则是做对容器鉴权以及得到申请下的Container并返回，该方法内部有一个newlyAllocatedContainers集合，代码看到这就会有一定的疑问，这个Container的集合是怎么获得的，为什么在这里就拿到了被分配的Container集合呢？
8. 这个就要从NM与RM的心跳说起了，当AM启动注册到RM时，AM就发送了请求给RM，RM会与NM通信去申请资源，NM则通过心跳的方式去给出Container的集合。Yarn源码剖析（一） --- RM与NM服务启动以及心跳通信中我们就介绍NM与RM的心跳通信，所以此时我们就直接去看心跳触发的STATUS_UPDATE事件的转换函数 StatusUpdateWhenHealthyTransition()，内部有这么一个方法，这个方法会触发SchedulerEventType.NODE_UPDATE事件
if(rmNode.nextHeartBeat) {
rmNode.nextHeartBeat = false;
rmNode.context.getDispatcher().getEventHandler().handle(
new NodeUpdateSchedulerEvent(rmNode));
}
9. 该事件交由默认调度器处理，跳转到allocateContainersToNode()，我们分析没有Container预定的情况
root.assignContainers(
clusterResource,
node,
// TODO, now we only consider limits for parent for non-labeled
// resources, should consider labeled resources as well.
new ResourceLimits(labelManager.getResourceByLabel(
RMNodeLabelsManager.NO_LABEL, clusterResource)));
}
10. 方法先进入根队列类ParnetQueue去处理，来看一下代码分析，只选了关键部分的代码
while (canAssign(clusterResource, node)) { //判断节点资源是否足够
if (LOG.isDebugEnabled()) {
LOG.debug("Trying to assign containers to child-queue of "
+ getQueueName());
}
//判断队列是否接受该节点的注册，节点可用资源判断之类的
if (!super.canAssignToThisQueue(clusterResource, nodeLabels, resourceLimits,
minimumAllocation, Resources.createResource(getMetrics()
.getReservedMB(), getMetrics().getReservedVirtualCores()))) {
break;
}
// 进入子队列实现调度
CSAssignment assignedToChild =
assignContainersToChildQueues(clusterResource, node, resourceLimits);
assignment.setType(assignedToChild.getType());
}
11. 子队列中会做完队列资源判断后，就会进入子队列的assignContainers方法，这个方法很长，其实大多还是一些校验性的方法，不多做分析了，内部会有序的为应用程序申请Container，最后进入下面这个方法
// Try to schedule
CSAssignment assignment =
assignContainersOnNode(clusterResource, node, application, priority,
null, currentResourceLimits);
12. 可以看一下这个方法内部做了什么，内部分为三种调度情况NodeType.NODE_LOCAL、NodeType.RACK_LOCAL、NodeType.OFF_SWITCH，我们分析NodeType.NODE_LOCAL，所以进入assignNodeLocalContainers方法，该方法也较长，不考虑预定Container的情况，直接找关键方法，
// 前面都做过资源判断了，所以此处根据资源请求直接new出一个Container对象
Container container = getContainer(rmContainer, application, node, capability, priority);
// 添加分配Container
RMContainer allocatedContainer =
application.allocate(type, node, priority, request, container);
// Does the application need this resource?
if (allocatedContainer == null) {
return Resources.none();
}
// Inform the node
node.allocateContainer(allocatedContainer); //告知节点需要添加要启动的Container集合
13. 那我们来看看关键的添加分配的方法application.allocate()，将new出来的Container传入了新的RMContainer，而且添加到newlyAllocatedContainers集合中，看到此处，大家就知道前文中的集合是怎么来的了，而后告诉状态机Container的状态转换到了STARTED
// Create RMContainer
RMContainer rmContainer = new RMContainerImpl(container, this
.getApplicationAttemptId(), node.getNodeID(),
appSchedulingInfo.getUser(), this.rmContext);
// Add it to allContainers list.
newlyAllocatedContainers.add(rmContainer);
14. 步骤11中还有一个node.allocateContainer(allocatedContainer)，我们来看一下，可以看出，将这些返回的Container添加到了一个launchedContainers集合中，这个集合用于Container的启动。
public synchronized void allocateContainer(RMContainer rmContainer) {
Container container = rmContainer.getContainer();
deductAvailableResource(container.getResource());
++numContainers;
launchedContainers.put(container.getId(), rmContainer);
}
Container的启动1. 从上文可知spark调用的Yarn的接口去获取到了匹配的Container集合，那接下来当然是要去启动这些Container了，所以，来看看handleAllocatedContainers(allocatedContainers.asScala)
val allocateResponse = amClient.allocate(progressIndicator)
val allocatedContainers = allocateResponse.getAllocatedContainers()
handleAllocatedContainers(allocatedContainers.asScala)
2. 这个方法内部有一个runAllocatedContainers(containersToUse)，下面我贴了这个方法关键的一个部分，将各个需要的变量传入这个线程
launcherPool.execute(new Runnable {
override def run(): Unit = {
try {
new ExecutorRunnable(
Some(container),
conf,
sparkConf,
driverUrl,
executorId,
executorHostname,
executorMemory,
executorCores,
appAttemptId.getApplicationId.toString,
securityMgr,
localResources
).run()
updateInternalState()
3. 那我们来看这个线程的run方法，初始化了启动一个NMClient，然后调用了startContainer()
def run(): Unit = {
logDebug("Starting Executor Container")
nmClient = NMClient.createNMClient()
nmClient.init(conf)
nmClient.start()
startContainer()
}
4. 那来看一下 startContainer()，选取了最关键的方法
// Send the start request to the ContainerManager
try {
nmClient.startContainer(container.get, ctx)
} catch {
case ex: Exception =>
throw new SparkException(s"Exception while starting container ${container.get.getId}" +
s" on host $hostname", ex)
}
5. 调用了NM启动Container的接口，接口后面的内容与上一篇AM Container启动的过程基本一致，这里就不做分析了
总结至此，围绕着Yarn源码剖析（零） --- spark任务提交到yarn的流程流程图有关spark任务的提交至运行就结束了。关于Yarn的资源调度介绍到，也就结束了，在剖析源码的过程中，蛋挞还是有很多很多的困惑，例如状态机的转换，Hadoop RPC通信等等，这些困惑的知识点，也会在后续的学习中去输出对应的博文，也希望大家在阅读蛋挞的博文时可以指出文中错误的地方~在这蛋挞不胜感激。
在整个Yarn资源调度的过程中，蛋挞参考了许多博文资料，所以在剖析的思路上难免会受到一些引导，若有侵犯博主的权益，请知会与我删除相关的信息。
作者: 不二晨 时间: 2018-9-20 17:39
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