COMP9313_WEEK5

WEEK5 课程摘要(MapReduce & Pregel):1)Graph Data Processing in MapReduce;2)Introduction to Pregel(略)

1)关键词:Graph; shortest path; Adjacency Matrix; Adjacency List; Dijkstra’s algorithm; BFS(Breadth First Search)

1)Graph Data Processing in MapReduce
图经常涉及到的问题:
(1) Finding shortest paths
(1.1)Routing Internet traffic and UPS trucks
(2) Finding minimum spanning trees
(2.1) Telco laying down fiber
(3) Finding Max Flow
(3.1) Airline scheduling
(4) Identify “special” nodes and communities
(4.1) Breaking up terrorist cells, spread of avian flu
(5) Bipartite matching
5.1Monster.com, Match.com
(6)PageRank

对图的分析包括:
(1) General Graph
(1.1) Count the number of nodes whose degree is equal to 5
(1.2) Find the diameter of the graphs
(2) Web Graph
(2.1) Rank each webpage in the web graph or each user in the twitter graph using PageRank, or other centrality measure
(3)Transportation Network
(3.1) Return the shortest or cheapest flight/road from one city to another
(4) Social Network
(4.1) Detect a group of users who have similar interests
(5) Financial Network
(5.1)Find the path connecting two suspicious transactions

通常情况下,图在计算机中的表示方法有两种:
1)Adjacency Matrix


Adjacency Matrix

2)Adjacency List


Adjacency List

关于最短路径问题,这里介绍两种方式:1)Dijkstra’s Algorithm(针对单机而言); 2)BFS(可通过MapReduce来实现,从而处理含有大量节点的图问题)
这里主要介绍第二种方法:BFS
首先,我们假设一个节点到另一个节点的距离都是单位距离1(简单化处理)。因此,节点n1(假设节点n1距起始点最短距离为d)到节点n+1的距离为d+1,假设n+1有3个临近点n1, n2, n3(对应的最短距离为d1, d2, d3),现在要求n+1距离起始点最短距离,那么求出 distance_min = min(d1, d2, d3),然后distance_min + 1就为n+1的最短距离。


image.png

由上图可得,这里由n层节点,每个节点都需要进行一次Map 和Reduce操作,而每层进行一轮MapReduce,所以对于多层的图,需要进行多轮MapReduce操作。除首尾操作,重点的MapReduce都是前节点的Reducer的输出作为该节点的Mapper的输入。

image.png

上图作为用BFS算法对最短路径探索的MapReduce的伪代码,具体代码可参照ppt 31-32页,执行情况可参照ppt 36-40页。
当Iteration达到最后一个节点时,Iteration结束。

Dijkstra’s algorithm和BFS在MapReduce执行的对比:
(1) Dijkstra’s algorithm is more efficient
(1.1) At any step it only pursues edges from the minimum-cost path inside the frontier
(2) MapReduce explores all paths in parallel
(2.1) Lots of “waste”
(2.2) Useful work is only done at the “frontier”

图算法一般包括:
(1)Performing computations at each node: based on node features, edge features, and local link structure
(2)Propagating computations: “traversing” the graph
常用的手段:
(1)Represent graphs as adjacency lists
(2)Perform local computations in mapper
(3)Pass along partial results via outlinks, keyed by destination node
(4)Perform aggregation in reducer on inlinks to a node
(5)Iterate until convergence: controlled by external “driver”
(6)Don’t forget to pass the graph structure between iterations(在这里,传递图结构步骤可以优化,即每一轮MapReduce中通过Reducer在HDFS中获取即可)

我们可否优化在MapReduce中的最短路径搜索呢?
Schimmy Design Pattern:即将(key, distance)和(key,(distance, list(node relation)))之间分开,只传递(key, distance),然后Reducer通过在HDFS中获取图结构,就可以达到提升效率的目的。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,214评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,307评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,543评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,221评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,224评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,007评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,313评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,956评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,441评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,925评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,018评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,685评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,234评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,240评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,464评论 1 261
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,467评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,762评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容

  • 没有爱的人生是没有牵挂的人生,是平淡乏味的人生,也是可有可无的人生,正如经营着一家岛上书店的老板A.J.费克里。 ...
    风0420阅读 183评论 0 1
  • 关于写字,我曾经读过这样一段话:“文字是我们的宗教,让我们继续倒行逆施。不要求两三年升半职,要求两三年出一本冷僻的...
    carbon小白阅读 844评论 4 4
  • 冰冷的火焰 把世界烧成冬天 天地空旷 却无处安放思念 咆哮和嘶吼 是最苍白的语言 放弃抵抗 点燃灵魂作香烟 冬天终...
    今夜思想阅读 254评论 0 0