Spark 共享变量

默认情况下,如果在一个算子的函数中使用到了某个外部的变量,那么这个变量的值会被拷贝到每个task中。此时每个task只能操作自己的那份变量副本。如果多个task想要共享某个变量,那么这种方式是做不到的。

Spark为此提供了两种共享变量,一种是Broadcast Variable(广播变量),另一种是Accumulator(累加变量)。Broadcast Variable会将使用到的变量,仅仅为每个节点拷贝一份,更大的用处是优化性能,减少网络传输以及内存消耗。Accumulator则可以让多个task共同操作一份变量,主要可以进行累加操作。

Broadccast Variable

Spark提供的Broadcast Variable,是只读的。并且在每个节点上只会有一份副本,而不会为每个task都拷贝一份副本。因此其最大作用,就是减少变量到各个节点的网络传输消耗,以及在各个节点上的内存消耗。此外,spark自己内部也使用了高效的广播算法来减少网络消耗。

可以通过调用SparkContext的broadcast()方法,来针对某个变量创建广播变量。然后在算子的函数内,使用到广播变量时,每个节点只会拷贝一份副本了。每个节点可以使用广播变量的value()方法获取值。

val fruitMap = Map(1 -> "apple", 2 -> "orange", 3 -> "banana")
val fruitRDD = sc.parallelize(Array(1, 2, 3).map(fruitMap(_)))

假如说,以上代码在运行时,被分成了多个task来并行处理,那么,变量fruitMap就会被拷贝到每一个执行map算子的task上,如果说fruitMap中的数据很大,可以想象,在拷贝过程中会消耗大量的内存,与IO。

如果使用广播变量,就能解决这个问题:

val fruitMap = sc.broadcast(Map(1 -> "apple", 2 -> "orange", 3 -> "banana"))
val fruitRDD = sc.parallelize(Array(1, 2, 3).map(fruitMap.value(_)))

当我们使用了广播变量之后,那么,在并行处理的过程中,fruitMap广播变量就会被拷贝到每一个执行task任务的Worker节点的内存中,这样,不管Worker节点中有多少个task在执行,它们都会共享fruitMap变量。这样就能很好的节省网络消耗以及内存消耗。
其实,广播变量的作用类似与MapReduce的分布式缓存,不同之处在于,Spark将数据保存到内存,只有在内存耗尽时才会写到磁盘。

Accumulator

Spark提供的Accumulator,主要用于多个节点对一个变量进行共享性的操作。Accumulator只提供了累加的功能。但是确给我们提供了多个task对一个变量并行操作的功能。但是task只能对Accumulator进行累加操作,不能读取它的值。只有Driver程序可以读取Accumulator的值。

使用累加器,求一个数值RDD的平均值

val count = sc.accumulator(0)
val sum = sc.accumulator(0.0)
val RDD = sc.parallelize(Array(1, 2, 3)).foreach(x => {count += 1; sum += x})
val avg = sum.value / count.value
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