Spark 相关概念介绍、架构原理、作业执行流程简介

这篇文章主要介绍 spark 的相关名词概念,和作业的执行流程,任务分配,希望通过这篇文章可以帮助大家对 spark 有一个更深层次的的理解。

名词解释:

1. Standalone模式下存在的角色。
Client:客户端进程,负责提交作业到Master。
Master:Standalone模式中主控节点,负责接收Client提交的作业,管理Worker,并命令Worker启动Driver和Executor。
Worker:Standalone模式中slave节点上的守护进程,负责管理本节点的资源,定期向Master汇报心跳,接收Master的命令,启动Driver和Executor。
Driver: 一个Spark作业运行时包括一个Driver进程,也是作业的主进程,负责作业的解析、生成Stage并调度Task到Executor上。包括DAGScheduler,TaskScheduler。
Executor:即真正执行作业的地方,一个集群一般包含多个Executor,每个Executor接收Driver的命令Launch Task,一个Executor可以执行一到多个Task。

2.作业相关的名词解释

Job: 在用户程序中, 每次调用Action函数都会产生一个新的job, 也就是说一个Action都会生成一个job.

Stage:一个Spark作业一般包含一到多个Stage。
Task:一个Stage包含一到多个Task,通过多个Task实现并行运行的功能。
DAGScheduler: 实现将Spark作业分解成一到多个Stage,每个Stage根据RDD的Partition个数决定Task的个数,然后生成相应的Task set放到TaskScheduler中。

TaskScheduler:实现Task分配到Executor上执行。

3、spark 根据 job 划分 stage 的过程
构建RDD之间的依赖关系. 具体来说依赖有宽窄之分, 如果子RDD中的每个分区依赖常数个父RDD中的分区, 我们把这种依赖叫做窄依赖; 如果子RDD中的每个数据分片依赖父RDD的所有分片, 我们把这种依赖叫做宽依赖.

 在这儿我们在引入一个新的词汇lineage

, 在spark中每个RDD都携带自己的lineage. 而lineage就是通过RDD之间的依赖来表示的.



wide-narrow-dependency

我们通过这幅图可以大概看一下宽窄依赖到底是这么回事. 图中矩形框围住的部分是RDD, 实心小矩形是Partition.
接下来我们看一下Spark是如何构建DAG的. 当用户调用Action函数时, 调度器会逆向的遍历该RDD的lineage, 每个stage会尝试尽可能多包含那些连续的窄依赖. 如果当前的Stage向上回溯的过程中遇到了宽依赖, 则当前Stage结束, 一个新的Stage被构建. 第二个Stage是第一个Stage的parent. 还有一种情况也会结束当前Stage, 那就是那个partition已经被计算出来, 换存在内存中, 这种情况下我们就不必作多余的计算了.

 简单的说就是遇到宽依赖, 就生成新的Stage. 宽依赖会触发shuffle. 我们来看上边代码的visit函数: 拿到RDD的所有的dependency, 如果是窄依赖那么继续查找依赖的RDD的parent; 如果是宽依赖, 则调用getShuffleMapStage把生成的Stage加到当前stage的parents中. 该函数执行完毕, 则整个DAG就构建完成.

两种方式的作业运行原理

Driver运行在Worker上
通过org.apache.spark.deploy.Client类执行作业,作业运行命令如下:
./bin/spark-class org.apache.spark.deploy.Client launch spark://host:port file:///jar_url org.apache.spark.examples.SparkPi spark://host:port
作业执行流如图1所示。


作业执行流程描述:

  1. 客户端提交作业给Master

  2. Master让一个Worker启动Driver,即SchedulerBackend。Worker创建一个DriverRunner线程,DriverRunner启动SchedulerBackend进程。

  3. 另外Master还会让其余Worker启动Exeuctor,即ExecutorBackend。Worker创建一个ExecutorRunner线程,ExecutorRunner会启动ExecutorBackend进程。

  4. ExecutorBackend启动后会向Driver的SchedulerBackend注册。SchedulerBackend进程中包含DAGScheduler,它会根据用户程序,生成执行计划,并调度执行。对于每个stage的task,都会被存放到TaskScheduler中,ExecutorBackend向SchedulerBackend汇报的时候把TaskScheduler中的task调度到ExecutorBackend执行。

  5. 所有stage都完成后作业结束。

Driver运行在客户端
直接执行Spark作业,作业运行命令如下(示例):
./bin/run-example org.apache.spark.examples.SparkPi spark://host:port
作业执行流如图2所示。


图2
作业执行流程描述:

  1. 客户端启动后直接运行用户程序,启动Driver相关的工作:DAGScheduler和BlockManagerMaster等。

  2. 客户端的Driver向Master注册。

  3. Master还会让Worker启动Exeuctor。Worker创建一个ExecutorRunner线程,ExecutorRunner会启动ExecutorBackend进程。

  4. ExecutorBackend启动后会向Driver的SchedulerBackend注册。Driver的DAGScheduler解析作业并生成相应的Stage,每个Stage包含的Task通过TaskScheduler分配给Executor执行。

  5. 所有stage都完成后作业结束。
    基于Yarn的Spark架构与作业执行流程


    这里Spark AppMaster相当于Standalone模式下的SchedulerBackend,Executor相当于standalone的ExecutorBackend,spark AppMaster中包括DAGScheduler和YarnClusterScheduler。
    Spark on Yarn的执行流程可以参考http://www.csdn.net/article/2013-12-04/2817706--YARN spark on Yarn部分。
    这里主要介绍一下Spark ApplicationMaster的主要工作。代码参考Apache Spark 0.9.0版本ApplicationMaster.scala中的run()方法。
    步骤如下:

  6. 设置环境变量spark.local.dir和spark.ui.port。NodeManager启动ApplicationMaster的时候会传递LOCAL_DIRS(YARN_LOCAL_DIRS)变量,这个变量会被设置为spark.local.dir的值。后续临时文件会存放在此目录下。

  7. 获取NodeManager传递给ApplicationMaster的appAttemptId。

  8. 创建AMRMClient,即ApplicationMaster与ResourceManager的通信连接。

  9. 启动用户程序,startUserClass(),使用一个线程通过发射调用用户程序的main方法。这时候,用户程序中会初始化SparkContext,它包含DAGScheduler和TaskScheduler。

  10. 向ResourceManager注册。

  11. 向ResourceManager申请containers,它根据输入数据和请求的资源,调度Executor到相应的NodeManager上,这里的调度算法会考虑输入数据的locality。

文章如有错漏还望多批评指正。

文章参考链接:
Spark Job执行流程源码解析
Spark架构与作业执行流程简介

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,294评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,493评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,790评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,595评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,718评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,906评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,053评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,797评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,250评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,570评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,711评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,388评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,018评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,796评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,023评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,461评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,595评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容