java—分发处理时通常有多少开销?

baubqpgj  于 2021-06-25  发布在  Flink
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对于不耐烦的读者:这是一个正在进行的工作,在这个过程中,我寻求帮助。请不要根据我的临时数据来判断工具,因为在我尝试获得更好的结果时,它们可能会发生变化。
我们正处于体系结构的决策过程中,需要一个工具来分析联合仿真的输出。
作为这个过程的一部分,我被要求编写一个基准测试工具,并获取几个分布式处理框架的速度数据。
我测试的框架是:apachespark、apacheflink、hazelcast jet。作为比较基准的是纯java。
我使用的测试用例是一个简单的“这里是一个pojo列表,pojo中的一个字段是一个双值。找到最小值”。
简单、直截了当,希望具有很强的可比性。
四分之三的测试使用一个简单的比较器,第四个(flink)使用一个与比较器基本相同的减速机。分析函数如下所示:

Java: double min = logs.stream().min(new LogPojo.Comp()).get().getValue();

Spark: JavaRDD<LogPojo> logData = sc.parallelize(logs, num_partitions);
double min = logData.min(new LogPojo.Comp()).getValue();

Hazel: IStreamList<LogPojo> iLogs = jet.getList("logs");
iLogs.addAll(logs);
double min = iLogs.stream().min(new LogPojo.Comp()).get().getValue();

Flink: DataSet<LogPojo> logSet = env.fromCollection(logs);
double min = logSet.reduce(new LogReducer()).collect().get(0).getValue();

我对此进行了广泛的测试,改变了测试列表的大小以及分配的资源。结果让我大吃一惊。最佳结果如下所示(所有数字均以ms为单位,1百万pojo,每个测试10次):
示例:声明和初始化框架示例所用的时间
list:解析/传输列表到框架“list”所用的时间
进程:处理数据以检索最小值所用的时间
总体:从开始到结束每项测试
结果:

java:
Instances: 
List: 
Process: 37, 24, 16, 17, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 
Overall: 111, 24, 16, 17, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 

spark:
Instances: 2065, 89, 62, 69, 58, 49, 56, 47, 41, 52, 
List: 166, 5, 1, 1, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 
Process: 2668, 2768, 1936, 2016, 1950, 1936, 2105, 2674, 1913, 1882, 
Overall: 4943, 2871, 2011, 2094, 2020, 1998, 2172, 2728, 1961, 1943, 

hazel:
Instances: 6347, 2891, 2817, 3106, 2636, 2936, 3018, 2969, 2622, 2799, 
List: 1984, 1656, 1470, 1505, 1524, 1429, 1512, 1445, 1394, 1427, 
Process: 4348, 3809, 3655, 3751, 3927, 3887, 3592, 3810, 3673, 3769, 
Overall: 12850, 8373, 7959, 8384, 8110, 8265, 8133, 8239, 7701, 8007

flink:
Instances: 45, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 
List: 92, 35, 16, 13, 17, 15, 19, 11, 19, 24, 
Process: 34292, 20822, 20870, 19268, 17780, 17390, 17124, 19628, 17487, 18586, 
Overall: 34435, 20857, 20886, 19281, 17797, 17405, 17143, 19639, 17506, 18610,

最有趣的部分是:
最好的结果都来自纯本地测试(一个示例)
任何使用分布式机制(附加节点等)的测试都要慢一个数量级(例如,如果分布式的话,spark要慢2.5)。
现在不要误会,基本逻辑是分布式处理必须比单线程处理慢。
但是2个数量级即使用在单线程上?三个数量级,如果分布的话?有人能看到我在所有3个分布式进程中犯的错误吗?我期望某个因子<10,所以用更多的硬件杀死它将是一个选择。
那么,有没有什么方法可以将这些框架的开销减少到x9而不是x999呢?
我知道,我使用的测试数据非常小,但即使将其放大,我也没有看到开销与性能之间的任何减少。它大致相当于我们需要分析的一批数据的大小(每个模拟0.1m-1m个对象/s)。所以欢迎你帮我找出错误d
更新spark:
在对spark进行了更彻底的测试之后,我还是不太满意。设置如下:
java客户机在一台64核机器上,480 gb ram作业主机和7个从机在一个单独的机架上,32个COR,每个20GB

1 mio objects, 256 tasks, 64 cpus local[*]
    java:
      Instances: 
      List: 
      Process: 622, 448, 68, 45, 22, 32, 15, 27, 22, 29, 
    spark:
      Instances: 4865, 186, 160, 133, 121, 112, 106, 78, 121, 106, 
      List: 310, 2, 2, 1, 2, 4, 2, 1, 2, 1, 
      Process: 8190, 4433, 4200, 4073, 4201, 4092, 3822, 3852, 3921, 4051, 

    10 mio objects, 256 tasks, 64 cpus local[*]
    java:
      Instances: 
      List: 
      Process: 2329, 144, 50, 65, 75, 70, 69, 66, 66, 66, 
    spark:
      Instances: 20345, 
      List: 258, 2, 1, 1, 1, 4, 1, 1, 1, 1, 
      Process: 55671, 49629, 48612, 48090, 47897, 47857, 48319, 48274, 48199, 47516

    1 mio objects, 5.2k tasks, 64 cpus local, 32 cpus each on 1+1 Spark machines (different rack)
    java:
      Instances: 
      List: 
      Process: 748, 376, 70, 31, 69, 64, 46, 17, 50, 53, 
    spark:
      Instances: 4631, 
      List: 249, 1, 2, 2, 3, 3, 1, 1, 2, 1, 
      Process: 12273, 7471, 6314, 6083, 6228, 6158, 5990, 5953, 5981, 5972

    1 mio objects, 5.2k tasks, 64 cpus local, 32 cpus each on 7+1 Spark machines (different rack)
    java:
      Instances: 
      List: 
      Process: 820, 494, 66, 29, 5, 30, 29, 43, 45, 21, 
    spark:
      Instances: 4513, 
      List: 254, 2, 2, 2, 2, 4, 2, 2, 1, 1, 
      Process: 17007, 6545, 7174, 7040, 6356, 6502, 6482, 6348, 7067, 6335

    10 mio objects, 52k tasks, 64 cpus local, 32 cpus each on 7+1 Spark machines (different rack)
    java Process: 3037, 78, 48, 45, 53, 73, 72, 73, 74, 64, 
    spark:
      Instances: 20181, 
      List: 264, 3, 2, 2, 1, 4, 2, 2, 1, 1, 
      Process: 77830, 67563, 65389, 63321, 61416, 63007, 64760, 63341, 63440, 65320

    1 mio objects, 224*i tasks, 64 cpus local, 32 cpus each on 7+1 Spark machines (different rack), i =0 to 100
    java Process: 722, 631, 62, 26, 25, 42, 26, 11, 12, 29, 40, 16, 14, 23, 29, 18, 14, 11, 71, 76, 37, 52, 32, 15, 51, 54, 19, 74, 62, 54, 7, 60, 37, 54, 42, 3, 7, 60, 33, 44, 50, 50, 39, 34, 34, 13, 47, 63, 46, 4, 52, 20, 19, 24, 6, 53, 4, 3, 68, 10, 59, 52, 48, 3, 48, 37, 5, 38, 10, 47, 4, 53, 36, 41, 31, 57, 7, 64, 45, 33, 14, 53, 5, 41, 40, 48, 4, 60, 49, 37, 20, 34, 53, 4, 58, 36, 12, 35, 35, 4, 
    spark:
      Instances: 4612, 
      List: 279, 3, 2, 1, 2, 5, 3, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 
      Process: 16300, 6577, 5802, 6136, 5389, 5912, 5885, 6157, 5440, 6199, 5902, 6299, 5919, 6066, 5803, 6612, 6120, 6775, 6585, 6146, 6860, 6955, 6661, 6819, 6868, 6700, 7140, 7532, 7077, 7180, 7360, 7526, 7770, 7877, 8048, 7678, 8260, 8131, 7837, 7526, 8261, 8404, 8431, 8340, 9000, 8825, 8624, 9340, 9418, 8677, 8480, 8678, 9003, 9036, 8912, 9235, 9401, 9577, 9808, 9485, 9955, 10029, 9506, 9387, 9794, 9998, 9580, 9963, 9273, 9411, 10113, 10004, 10369, 9880, 10532, 10815, 11039, 10717, 11251, 11475, 10854, 11468, 11530, 11488, 11077, 11245, 10936, 11274, 11233, 11409, 11527, 11897, 11743, 11786, 11086, 11782, 12001, 11795, 12075, 12422

    2 mio objects, 224*i tasks, 64 cpus local, 32 cpus each on 7+1 Spark machines (different rack), i = 0 to 30
    java Process: 1759, 82, 31, 18, 30, 41, 47, 28, 27, 13, 28, 46, 5, 72, 50, 81, 66, 44, 36, 72, 44, 11, 65, 67, 58, 47, 54, 60, 46, 34, 
    spark:
      Instances: 6316, 
      List: 265, 3, 3, 2, 2, 6, 1, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 5, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 
      Process: 24084, 13041, 11451, 11274, 10919, 10972, 10677, 11048, 10659, 10984, 10820, 11057, 11355, 10874, 10896, 11725, 11580, 11149, 11823, 11799, 12414, 11265, 11617, 11762, 11561, 12443, 12448, 11809, 11928, 12095

    10 mio objects, 224*i tasks, 64 cpus local, 32 cpus each on 7+1 Spark machines (different rack), i = 5 to 30
    java Process: 1753, 91, 57, 71, 86, 86, 151, 80, 85, 72, 61, 78, 80, 87, 93, 89, 70, 83, 166, 84, 87, 94, 90, 88, 92, 89, 196, 96, 97, 89, 
    spark:
      Instances: 21192, 
      List: 282, 3, 2, 2, 3, 4, 2, 2, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 
      Process: 60552, 53960, 53166, 54971, 52827, 54196, 51153, 52626, 54138, 51134, 52427, 53618, 50815, 50807, 52398, 54315, 54411, 51176, 53843, 54736, 55313, 56267, 50837, 54996, 52230, 52845

结果:不管有多少硬件被扔到上面,任务在哪里聚集,使用spark在列表中每百万pojo花费5-6秒。
另一方面,java处理同样的量需要5-30毫秒,所以基本上是200-1000倍。
有没有人建议如何“加速”Spark这样一个简单的工作?
更新榛子:
现在我开始有印象了。虽然我仍在与一些奇怪的问题作斗争,但至少hazelcast jet似乎明白,如果可能的话,本地数据可以在本地处理。只有100%(系数x2)的开销,这是完全可以接受的。
1000万物体

java:
   Instances: 
   List: 68987, 
   Process: 2288, 99, 54, 52, 54, 64, 89, 83, 79, 88, 
hazel:
  Instances: 6136, 
  List: 97225, 
  Process: 1112, 375, 131, 123, 148, 131, 137, 119, 176, 140

更新flink:
现在把它从基准测试中删除了,因为它会带来太多的麻烦,但却没有带来好的结果。
编辑:整个基准可以在以下位置找到:https://github.com/anderschbe/clusterbench
spark的集群设置使用spark-2.1.0-bin-hadoop2.7。spark_env.sh中有一个小小的变化:spark_no_daemonize=true
使其在集群上工作所需的唯一更改是将sparcproc第25行中的“localhost”替换为“spark://i_cant_give_you_my_cluster_ip.doo"

shstlldc

shstlldc1#

当您在群集框架(如spark或flink)中计算某些内容时,框架:
序列化代码
发送资源请求
通过网络发送代码
计划执行
等待结果
正如你所看到的,有很多步骤-不仅仅是你的计算!如果您:
可以将计算拆分为小任务,这些任务可以并行完成
有太多的数据要在一台机器上处理,或者在一台机器上处理可能太慢—磁盘i/o、项目或计算中的其他一些特定因素非常具体,需要许多CPU,通常不止一台机器有—但是计算一部分数据必须非常长
尝试计算10 gb文本文件中单词的maks出现次数-然后spark和flink将击败单节点java
有时用户代码可能会导致分布式计算的缓慢。典型错误:
用户在具有许多引用的类中编写lambda—所有其他类都是序列化的,序列化需要很多时间
任务并不是真正的并行的——它们必须相互等待,或者必须处理大部分数据
数据倾斜-对象可能具有不正确的 hashCode 实施和 HashPartitioner 使所有数据到达一个分区=一个节点
分区数量不正确-可以再添加1000台计算机,但如果仍有4个分区,则一次最多可以存档4个并行任务
太多的网络交流-在你的情况下,这不是一个问题,但有时用户做了很多 join 以及 reduce 问题后编辑:在您的示例中,spark继续运行 local -也就是说只有一根线!至少使用 local[*] 或其他群集管理器。这个答案中列出了开销,只有一个线程

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