在Hadoop集群运行JNI实例程序指导

hadoop是基于java的数据计算平台，引入第三方库，例如C语言实现的开发包将会大大增强数据分析的效率和能力。 阿里巴巴内部使用的分词软件（用c++实现的，以下简称WS包）是日常工作中最基本的软件包，通过java的jni机制，笔者将WS包成功的运行在hadoop上，深受很多部门的欢迎。下面借这个例子介绍hadoop上jni程序的开发过程。

首先，简单介绍一下WS包中的调用接口和基本结构。  WS包包括词典文件A.dict，对外提供静态链接库文件libWS.a。WS.h如下:

Class WS{
 
int init(const char* name);
 
int segment(char* dest, char* src, int len,int kind);
 
}
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我们的方案是首先生成jni的原型定义，然后根据原型定义，来包装WS类的接口，最后生成可在tasknode上运行的jni程序包。结构如下图所示

第一步，我们先使用java的jni技术，生成C的原型接口(prototype)，然后编写Wsjni.java 文件，这是为云梯程序提供的类文件，其中libwsjni.so 就是wrapper类的动态链接库:

Class Wsjni{
 
Public Native int init(String conf);
 
Public Native String segment(String src,int kind);
 
Public Native void close();  //用于显示的释放内存
 
Static{
 
System.LoadLibrary(“libwsjni.so”); //  load 链接库
 
}
 
}
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javac -d class Wsjni.java  //产生class文件
 
javah -classpath ./class ws.Wsjni  //这样就可以生成C的原型接口头文件Wsjni.h
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Wsjni.h里面的有函数的原型声明，例如:

JNIEXPORT jint JNICALL Java_ws_Wsjni_ws_1init__Ljava_lang_String_2(JNIEnv *, jobject, jstring);
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第二步，根据Wsjni.h实现wrapper类。需要阅读sun公司编写的jni的规范来实现应用，具体不在这里赘述。在Makefile中链接静态库libWs.a，从而生成一个动态的链接库libwsjni.so ，

g++ -g -o ./class/libwsjni.so -fPIC -shared -Wl,-soname,./class/libWsjni.so  ws_Wsjni.cpp –I./include  -Wl,-Bstatic  –lWs  –L./lib/  -Wl,-Bdynamic
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我们的wrapper类就写好了。我们可以通过java的程序来测试验证jni是否正确。

Import Wsjni;
 
Class Test{
 
Public static void main(){
 
Wsjni ws=new Wsjni();
 
Ws.init(“taobao.conf”);
 
Ws.segment(“你好淘宝”,1);
 
Ws.close();
}
 
}
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运行命令是

java –cp ./class –D java.liabray.path=./class Test
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为了在hadoop上运行Ws包，需要制作两个jar包，一个是wsjni.jar, 通过-libjar选项提供class文件; 一个用于hadoop集群运行，ws.jar里面放了Ws包运行时需要的资源文件，包括链接库和词典文件。
Wsjni.jar中的文件是:

./ Wsjni.class
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Ws.jar 中的文件是:

./A.dict
 
./libwsjni.so
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第三步，在hadoop上调用Wsjni。hadoop有很特殊的文件系统，这里笔者针对性介绍一下DistributeCache的机制。Hadoop可以将HDFS的一些文件分发到运行的某台机器的工作目录下，并按照一定的逻辑解压。通过以下API实现:

DistributedCache.addCacheArchive(“hdfs://file_path/ws.jar#ws”,conf);
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上面的API将ws.jar分发到tasknode上，并解压到工作目录的link目录下。Ws.jar包含ws相关的资源文件。在tasknode上，每个task工作目录下的文件是:

Jars/
 
Jars/yourJob.cass
 
ws/
 
ws/A.dict
 
ws/libwsjni.so
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这样的目录结构，使得程序访问文件的路径一目了然，当调用者需要调用WS的接口时，词典A.dict和libwsjni.so 都在./ws 目录下。

因此，调用者的代码如下：

Mapper(){
 
Wsjni  wsjni=new Wsjni();
 
Public void configure( ){
 
Wsjni.init("./ws/taobao.conf”,1);
 
}
 
Public mapper(){
 
Wsjni.segment(sentence,2);
 
}
 
Public close(){
 
Wsjni.close();
 
}
 
}
 
Run(){
 
Jobconf.set(“java.library.path”,”./ws”);
 
DistributedCache.addCacheArchive(“hdfs://file_path/ws.jar#ws”,conf);
 
}
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需要设置 lava.library.path的原因是，java虚拟机需要找到libwsjni.so存放的路径。有必要通过ldd 命令看看so依赖哪些库，保证这些库和hadoop集群的tasknode中的库的版本一致。



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