Отказоустойчивость
Поскольку технология MapReduce предназначена для обработки громадных объемов данных с использованием сотен и тысяч машин, в ней обязательна должна присутствовать устойчивость к отказам отдельных машин.
Отказ исполнителя
Распорядитель периодически посылает каждому исполнителю контрольные сообщения. Если некоторый исполнитель не отвечает на такое сообщение в течение некоторого установленного времени, распорядитель считает его вышедшим из строя. В этом случае все задачи Map, уже выполненные и еще выполнявшиеся этим исполнителем, переводятся в свое исходное состояние, и можно заново планировать их выполнение другими исполнителями. Аналогично распорядитель поступает со всеми задачами Reduce, выполнявшимися отказавшим исполнителем к моменту отказа.
Завершившиеся задачи Map выполняются повторно по той причине, что их результирующие пары сохранялись на локальном диске отказавшего исполнителя и поэтому недоступны в других узлах. Завершившиеся задачи Reduce повторно выполнять не требуется, поскольку их результирующие пары сохраняются в глобальной распределенной файловой системе. Если некоторая задача Map выполнялась исполнителем A, а потом выполняется исполнителем B, то об этом факте оповещаются все исполнители, выполняющие задачи Reduce. Любая задача Reduce, которая не успела прочитать данные, произведенные исполнителем A, после этого будет читать данные от исполнителя B.
Отказ распорядителя
В реализациях MapReduce от Google и Hadoop какая-либо репликация распорядителя не производится. Считается, что поскольку распорядитель выполняется только в одном узле кластера, его отказ маловероятен, и если он случается, то аварийно завершается все выполнение MapReduce. Однако в отмечается, что несложно организовать периодический сброс в распределенную файловую систему всего состояния распорядителя, чтобы в случае отказа можно было запустить его новый экземпляр в другом узле с данной контрольной точки.
Семантика при наличии отказов
Если обеспечиваемые пользователями функции Map и Reduce являются детерминированными (т.е. всегда выдают одни и те же результаты при одинаковых входных данных), то при их выполнении в среде распределенной реализации MapReduce при любых условиях обеспечивает тот же результат, как при последовательном выполнении всей программы при отсутствии каких-либо сбоев.
Это свойство обеспечивается за счет атомарности фиксации результатов задач Map и Reduce. Каждая выполняемая задача записывает свои результаты в частные временные файлы. Задача Reduce производит один такой файл, а задача Map – R файлов, по одной на каждую задачу Reduce. По завершении задачи Map исполнитель посылает распорядителю сообщение, в котором указываются имена R временных файлов. При получении такого сообщения распорядитель запоминает эти имена файлов в своих структурах данных. Повторные сообщения о завершении одной и той же задачи Map игнорируются.
При завершении задачи Reduce ее исполнитель атомарным образом переименовывает временный файл результатов в окончательный файл. Если одна и та же задача Reduce выполняется несколькими исполнителями, то для одного и того же окончательного файла будет выполнено несколько операций переименования. Если в используемой распределенной файловой системе операция переименования является атомарной, то в результате в файловой системе соохранятся результаты только какого-либо одного выполнения задачи Reduce.
