Spark基础与Java Api介绍

时间:2021-03-25 04:36:17

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一、Spark简介

  1、什么是Spark

    发源于AMPLab实验室的分布式内存计算平台,它克服了MapReduce在迭代式计算和交互式计算方面的不足。

    相比于MapReduce,Spark能充分利用内存资源提高计算效率。

  2、Spark计算框架

    Driver程序启动很多workers,然后workers在(分布式)文件系统中读取数据后转化为RDD(弹性分布式数据集),最后对RDD在内存中进行缓存和计算

  

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  3、为什么Spark计算速度快
    (1)内存计算

    (2)优化执行计划

  4、Spark Api语言支持

    (1)Scala

    (2)Java

    (3)Python

  5、怎么运行Spark

    Local本地模式、Spark独立集群、Mesos、Yarn-Standalone、Yarn-Client

 

二、编程模型

  1、RDD(弹性分布式数据集)是什么

    只读的、分块的数据记录集合

    可以通过读取来不同存储类型的数据进行创建、或者通过RDD操作生成(map、filter操作等)

    使用者只能控制RDD的缓存或者分区方式

    RDD的数据可以有多种类型存储方式(可(序列化)存在内存或硬盘中)

  2、RDD 存储类型

    RDD可以设置不同类型存储方式,只存硬盘、只存内存等。

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  3、RDD操作

    Transformation:根据已有RDD创建新的RDD数据集build

    Action:在RDD数据集运行计算后,返回一个值或者将结果写入外部存储
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 4、RDD如何创建
    
   首先创建JavaSparkContext对象实例sc

JavaSparkContext  sc = new JavaSparkContext("local","SparkTest");

  接受2个参数:

    第一个参数表示运行方式(local、yarn-client、yarn-standalone等)

    第二个参数表示应用名字

 
  直接从集合转化 sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10))
  从HDFS文件转化 sc.textFile("hdfs://")
  从本地文件转化 sc.textFile("file:/")
  下面例子中list2就是根据data2List生成的一个RDD
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  根据文件或者集合生成RDD后,接着就可以通过RDD的Transformation操作来完成对数据的各种转化操作
  常用的map、flatMap、filter操作都是对单元素的操作
  常用的groupByKey、join都是对(key、value)类型元素操作
 
  5、RDD操作例子Java Api
  (1)map
    map操作对数据集每行数据执行函数里面操作
    list1数据集("a,b,c,d,e"),("1,2,3,4,5"); 
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    执行结果:对list1数据集每行数据用","进行切分

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   (2)flatMap
      flatMap相比于map操作,它对每行数据操作后会生成多行数据,而map操作只会生成一行。
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      执行结果:对list1数据集每行数据用","进行切分

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    (3)filter

     filter对每行数据执行过滤操作,返回true则保留,返回false则过滤该行数据

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       执行结果:过滤list1数据集中包含‘a’字符的行

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    (4)union

      union操作对两个RDD数据进行合并。与SQL中的union一样

      list2数据集("11,22,33,44,55"),("aa,bb,cc,dd,ee"); 
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      执行结果:合并list1与list2数据集
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    (5)groupByKey
      groupByKey对pair中的key进行group by操作
      pair1RDD数据集("a,1"),("b,2"),("a,3"),("b,4")

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      执行结果:对pair1RDD数据集按key进行group by

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    (6)reduceByKey

      reduceByKey对pair中的key先进行group by操作,然后根据函数对聚合数据后的数据操作

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      执行结果:先group by操作后进行concat

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    (7)mapValues

      mapValues操作对pair中的value部分执行函数里面的操作

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      执行结果:对pair1RDD中value部分加上test字符串

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    (8)join

      join与sql中join含义一致,将两个RDD中key一致的进行join连接操作

      pair2RDD数据集("a,11"),("b,22"),("a,13"),("c,4")
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      执行结果:对pair1RDD与pair2RDD按key进行join

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    (9)cogroup

      cogroup对两个RDD数据集按key进行group by,并对每个RDD的value进行单独group by

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      执行结果:对pair1RDD与pair2RDD按key进行cogroup

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  6、RDD数据如何输出

    使用RDD的Transformation对数据操作后,需要再使用Action操作才能将结果数据输出
    可以分别使用count、collect、save等操作来输出或统计RDD结果
  
  7、RDD Action实例
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    执行结果:

    count:统计输出数据行数

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    collect:输出所有输出数据

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save:保存输出数据至外部存储

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  7、WordCount实例

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     执行结果:

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  8、广播变量& 累加器

    Broadcast variables(广播变量)

      广播变量,类似于hadoop中的distribute cache,将同一份数据分发至每台机器。

    Accumulators(累加器)

      类似于MapReduce中的counter,用于计数
 
 

三、调度机制

  1、DAG Scheduler

    为每个job分割stage,同时会决定最佳路径,并且DAG Scheduler会记录哪个RDD或者stage的数据被checkpoint,从而找到最优调度方案                                         (transformations是延迟执行的原因)

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  2、DAG Scheduler优化

    单个Stage内Pipeline执行

    基于分区选择合适的join算法最小化shuffle
    重用已经cache过的数据

  3、窄依赖& 宽依赖

    窄依赖:每个子分区只依赖有限数目的父分区

    宽依赖:每个子分区只依赖所有的父分区

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  4、Stage

    调度器会在产生宽依赖的地方形成一个stage,同一个stage内的RDD操作会流式执行,不会发生数据迁移。

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    rdd join操作属于宽依赖,从spark产生的日志可以看出需要分3个stage执行

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  rdd flatMap、Map操作属于窄依赖,从spark产生的日志可以看出需要分1个stage执行

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  5、Shuffle

    每个RDD都可以选择Partitioner进行shuffle操作

    任何在两个RDD上的shuffle操作,将选择其中一个RDD的Partitioner作为标准。如果两个RDD都没有设置Partitioner的话,就使用默认的HashPartitioner

    shuffle需要在node之间移动数据,会影响spark执行效率,应该尽量避免RDD操作中发生shuffle。

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