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[原]Spark on Yarn: Cluster模式Scheduler实现

背景
主体逻辑
具体实现
- AM
- YarnAllocator
- Executor

背景

Spark on Yarn分yarn-cluster和yarn-client两种模式。本文通过Cluster模式的TaskScheduler实现入手，梳理一遍spark on yarn的大致实现逻辑。

前提我对两种模式以及yarn任务的整体运行逻辑不是很清楚。

主体逻辑

cluster模式中，使用的TaskScheduler是 YarnClusterScheduler 。

它继承了默认使用的TaskSchedulerImpl类，额外在postStartHook方法里，唤醒了 ApplicationMaster 类的设置sparkcontext的方法。

ApplicationMaster 相当于是spark在yarn上的AM，内部的 YarnRMClient 类，负责向RM注册和注销AM，以及拿到attemptId。注册AM之后，得到一个可以申请/释放资源的 YarnAllocationHandler 类，从而可以维护container与executor之间的关系。

下节具体介绍几个主要类的实现逻辑。

具体实现

AM

ApplicationMaster ，通过 YarnRMClient 来完成自己的注册和注销。

AM的启动方式

/**  * This object does not provide any special functionality. It exists so that it's easy to tell  * apart the client-mode AM from the cluster-mode AM when using tools such as ps or jps.  */ object ExecutorLauncher {    def main(args: Array[String]) = {     ApplicationMaster.main(args)   }  }

main里面调用AM的run方法：

  def main(args: Array[String]) = {  SignalLogger.register(log)  val amArgs = new ApplicationMasterArguments(args)  SparkHadoopUtil.get.runAsSparkUser { () =>    master = new ApplicationMaster(amArgs, new YarnRMClientImpl(amArgs))    System.exit(master.run())  }   }

run方法里：

1. 如果不是Driver模式，执行 runExecutorLauncher 逻辑：

启动后，执行registerAM，里面new了YarnAllocator的实现，调用allocateResources， 申请并执行 container。同时，启动一个reporter线程，每隔一段时间调用YarnAllocator的allocateResources方法，或汇报有太多executor fail了。

2. 如果是Driver模式，执行 runDriver 逻辑：

也是执行registerAM，但是之前需要反射执行jar包里用户定义的driver类。

YarnAllocator

YarnAllocator 负责向yarn申请和释放containers，维护containe、executor相关关系，有一个线程池。申请到container之后，在container里执行ExecutorRunnable。需要子类实现的是申请和释放这两个方法：

protected def allocateContainers(count: Int, pending: Int): YarnAllocateResponse protected def releaseContainer(container: Container): Unit

YarnAllocationHandler 继承了YarnAllocator。

allocateContainers方法:
Yarn api里提供ResourceRequest这个类，里面包含了一个app向RM索要不同container的信息，包括机器名/机架名，cpu和mem资源数，container数，优先级，locality是否放松。然后组成AllocateRequest类，代表AM向RM从集群里获得resource。调用ApplicationMasterProtocal的allocate(AllocateRequest)，由AM**向RM发起资源请求**。
releaseContainer方法:
每次把需要release的container记录下来。在每次allocateContainers调用的时候，
会往AllocateRequest里addAllReleases(releasedContainerList)，在请求资源的时候顺便把历史资源释放掉。

ExecutorRunnable与Yarn的关系：

1. 向ContainerManager建立连接，让cm来startContainer。

2. ContainerLaunchContext包含了yarn的NodeManager启动一个container需要的所有信息。ExecutorRunnable会构建这个container申请信息。

可以参考这段启动逻辑：

def startContainer = {  logInfo("Setting up ContainerLaunchContext")  val ctx = Records.newRecord(classOf[ContainerLaunchContext])    .asInstanceOf[ContainerLaunchContext]  ctx.setContainerId(container.getId())  ctx.setResource(container.getResource())  val localResources = prepareLocalResources  ctx.setLocalResources(localResources)  val env = prepareEnvironment  ctx.setEnvironment(env)  ctx.setUser(UserGroupInformation.getCurrentUser().getShortUserName())  val credentials = UserGroupInformation.getCurrentUser().getCredentials()  val dob = new DataOutputBuffer()  credentials.writeTokenStorageToStream(dob)  ctx.setContainerTokens(ByteBuffer.wrap(dob.getData()))  val commands = prepareCommand(masterAddress, slaveId, hostname, executorMemory, executorCores,    appAttemptId, localResources)  logInfo("Setting up executor with commands: " + commands)  ctx.setCommands(commands)  ctx.setApplicationACLs(YarnSparkHadoopUtil.getApplicationAclsForYarn(securityMgr))  // If external shuffle service is enabled, register with the Yarn shuffle service already  // started on the NodeManager and, if authentication is enabled, provide it with our secret  // key for fetching shuffle files later  if (sparkConf.getBoolean("spark.shuffle.service.enabled", false)) {    val secretString = securityMgr.getSecretKey()    val secretBytes =   if (secretString != null) {     // This conversion must match how the YarnShuffleService decodes our secret     JavaUtils.stringToBytes(secretString)   } else {     // Authentication is not enabled, so just provide dummy metadata     ByteBuffer.allocate(0)   }    ctx.setServiceData(Map[String, ByteBuffer]("spark_shuffle" -> secretBytes))  }  // Send the start request to the ContainerManager  val startReq = Records.newRecord(classOf[StartContainerRequest])  .asInstanceOf[StartContainerRequest]  startReq.setContainerLaunchContext(ctx)  cm.startContainer(startReq)   }

值得注意的是 setServiceData 方法，如果在node manager上启动了 external shuffle service 。Yarn的AuxiliaryService支持在NodeManager上启动辅助服务。spark有一个参数 spark.shuffle.service.enabled 来设置该服务是否被启用，我看的1.2.0版本里貌似没有服务的实现代码。

Executor

此外，从ExecutorRunnableUtil的prepareCommand方法可以得知，ExecutorRunnable通过命令行启动了 CoarseGrainedExecutorBackend 进程，与粗粒度的mesos模式和standalone模式一致，task最终落到CoarseGrainedExecutorBackend里面执行。

全文完：）

正文到此结束