Spark RDD详解

RDD基本概念:

  • RDD( resilient distributed dataset,弹性分布式数据集):spark的基本计算单元,可以通过一系列算子进行操作(主要有Transformation和Action操作)。
  • RDD是一个不可修改的,分布的对象集合。每个RDD由多个分区组成,每个分区可以同时在集群中的不同节点上计算。RDD可以包含Python,Java和Scala中的任意对象。
  • DAG (Directed Acycle graph,有向无环图):反应RDD之间的依赖
  • 窄依赖(Narrow dependency):子RDD依赖于父RDD中固定的data
  • 宽依赖(Wide Dependency):子RDD对父RDD中的所有data partition都有依赖

RDD构建图

sparkRdd.jpg

RDD来源:

  • parallelizing an existing collection in your driver program(程序内部已经存在的数据集)
  • referencing a dataset in an external storage system, such as a shared filesystem, HDFS, HBase, or any data source offering a Hadoop InputFormat(外部存储系统)

RDD特点:

1、有一个分片列表。就是能被切分,和hadoop一样的,能够切分的数据才能并行计算。
2、有一个函数计算每一个分片,这里指的是下面会提到的compute函数。
3、对其他的RDD的依赖列表,依赖还具体分为宽依赖和窄依赖,但并不是所有的RDD都有依赖。
4、可选:key-value型的RDD是根据哈希来分区的,类似于mapreduce当中的Paritioner接口,控制key分到哪个reduce。
5、可选:每一个分片的优先计算位置(preferred locations),比如HDFS的block的所在位置应该是优先计算的位置。

// return the set of partitions in this RDD
protected def getPartitions: Array[Partition]
/* 分片列表 */

// compute a given partition
def compute(split: Partition, context: TaskContext): Iterator[T]
/* compute 对分片进行计算,得出一个可遍历的结果 */

// return how this RDD depends on parent RDDs
protected def getDependencies: Seq[Dependency[_]] = deps
/* 只计算一次,计算RDD对父RDD的依赖 */

@transient val partitioner: Option[Partitioner] = None
 /* 可选的,分区的方法,针对第4点,类似于mapreduce当中的Paritioner接口,控制key分到哪个reduce */

protected def getPreferredLocations(split: Partition): Seq[String] = Nil
/* 可选的,指定优先位置,输入参数是split分片,输出结果是一组优先的节点位置*/

RDD操作

  • transformations:接受RDD并返回RDD
    Transformation采用惰性调用机制,每个RDD记录父RDD转换的方法,这种调用链表称之为血缘(lineage)。
  • action:接受RDD但是返回非RDD
    Action调用会直接计算。

RDD优化技巧

  • RDD缓存:需要使用多次的数据需要cache,否则会进行不必要的重复操作。
    可以通过rdd.persist(newLevel: StorageLevel, allowOverride: Boolean)rdd.cache()(就是调用persist)来缓存数据
  • 转换并行化:RDD的转换操作是并行化计算的,多个RDD的转换同样是可以并
  • 减少shuffle网络传输:网络I/O开销是很大的,减少网络开销,可以显著加快计算效率。

RDD运行过程(具体在Spark任务调度中详细说明)

1、创建RDD对象
2、DAGScheduler模块介入运行,计算RDD之间的依赖关系。RDD之间的依赖关系就形成了DAG
3、每一个JOB被分为多个Stage,划分Stage的一个主要依据是当前计算因子的输入是否确定的,如果是则将其分在同一个Stage,避免多个Stage之间的消息传递开销

参考:
http://www.cnblogs.com/bourneli/p/4394271.html
http://www.jianshu.com/p/4ff6afbbafe4
http://spark.apache.org/docs/latest/programming-guide.html#resilient-distributed-datasets-rdds

Transformation具体内容
map(func) :返回一个新的分布式数据集,由每个原元素经过func函数转换后组成
filter(func): 返回一个新的数据集,由经过func函数后返回值为true的原元素组成
flatMap(func): 类似于map,但是每一个输入元素,会被映射为0到多个输出元素(因此,func函数的返回值是一个Seq,而不是单一元素)
sample(withReplacement, frac, seed):根据给定的随机种子seed,随机抽样出数量为frac的数据
union(otherDataset) : 返回一个新的数据集,由原数据集和参数联合而成
groupByKey([numTasks]) :在一个由(K,V)对组成的数据集上调用,返回一个(K,Seq[V])对的数据集。注意:默认情况下,使用8个并行任务进行分组,你可以传入numTask可选参数,根据数据量设置不同数目的Task
reduceByKey(func, [numTasks]): 在一个(K,V)对的数据集上使用,返回一个(K,V)对的数据集,key相同的值,都被使用指定的reduce函数聚合到一起。和groupbykey类似,任务的个数是可以通过第二个可选参数来配置的。
join(otherDataset, [numTasks]) :在类型为(K,V)和(K,W)类型的数据集上调用,返回一个(K,(V,W))对,每个key中的所有元素都在一起的数据集
groupWith(otherDataset, [numTasks]) :在类型为(K,V)和(K,W)类型的数据集上调用,返回一个数据集,组成元素为(K, Seq[V], Seq[W]) Tuples。这个操作在其它框架,称为CoGroup
cartesian(otherDataset): 笛卡尔积。但在数据集T和U上调用时,返回一个(T,U)对的数据集,所有元素交互进行笛卡尔积。

Actions具体内容
reduce(func): 通过函数func聚集数据集中的所有元素。Func函数接受2个参数,返回一个值。这个函数必须是关联性的,确保可以被正确的并发执行
collect() : 在Driver的程序中,以数组的形式,返回数据集的所有元素。这通常会在使用filter或者其它操作后,返回一个足够小的数据子集再使用,直接将整个RDD集Collect返回,很可能会让Driver程序OOM
count() : 返回数据集的元素个数
take(n) : 返回一个数组,由数据集的前n个元素组成。注意,这个操作目前并非在多个节点上,并行执行,而是Driver程序所在机器,单机计算所有的元素(Gateway的内存压力会增大,需要谨慎使用)
first() : 返回数据集的第一个元素(类似于take(1))
saveAsTextFile(path): 将数据集的元素,以textfile的形式,保存到本地文件系统,hdfs或者任何其它hadoop支持的文件系统。Spark将会调用每个元素的toString方法,并将它转换为文件中的一行文本
saveAsSequenceFile(path) : 将数据集的元素,以sequencefile的格式,保存到指定的目录下,本地系统,hdfs或者任何其它hadoop支持的文件系统。RDD的元素必须由key-value对组成,并都实现了Hadoop的Writable接口,或隐式可以转换为Writable(Spark包括了基本类型的转换,例如Int,Double,String等等)
foreach(func) : 在数据集的每一个元素上,运行函数func。这通常用于更新一个累加器变量,或者和外部存储系统做交互

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