spark运行架构

1、基本概念:

RDD:
RDD是弹性分布式数据集(Resilient Distributed Dataset)的简称,是分布式内存的一个抽象概念,提供了一种高度受限的共享内存模型;
RDD 是一种天生具有容错机制的特殊集合,不需要通过数据冗余的方式(比如检查点)实现容错,而只需通过 RDD 父子依赖(血缘)关系重新计算得到丢失的分区来实现容错

RDD 采用了惰性调用,即在 RDD 的执行过程中,真正的计算发生在 RDD 的 “行动” 操作,对于 “行动” 之前的所有 “转换” 操作,Spark 只是记录下 “转换” 操作应用的一些基础数据集以及 RDD 生成的轨迹,即相互之间的依赖关系,而不会触发真正的计算

DAG:
是 Directed Acyclic Graph(有向无环图)的简称,反映 RDD 之间的依赖关系;

Executor:
是运行在工作节点(Worker Node)上的一个进程,负责运行任务,并为应用程序存储数据;

应用:
用户编写的 Spark 应用程序;

任务:
运行在 Executor 上的工作单元;

作业:
一个作业包含多个 RDD 及作用于相应 RDD 上的各种操作;

阶段:
是作业的基本调度单位,一个作业会分为多组任务,每组任务被称为 “阶段”,或者也被称为 “任务集”。

具体关系
在 Spark 中,一个应用(Application)由一个任务控制节点(Driver)和若干个作业(Job)构成,一个作业由多个阶段(Stage)构成,一个阶段由多个任务(Task)组成,Executor 进程以多线程的方式运行任务。

运行关系
当执行一个应用时,任务控制节点会向集群管理器(Cluster Manager)申请资源,启动 Executor,并向 Executor 发送应用程序代码和文件,然后在 Executor 上以多线程的方式执行任务,运行结束后,执行结果会返回给任务控制节点,或者写到 HDFS 或者其他数据库中。

2、架构关系图

spark运行架构
spark中各种概念之间的相互关系

3、与 Hadoop MapReduce 计算框架相比,Spark 所采用的 Executor 有两个优点:

1、利用多线程来执行具体的任务(Hadoop MapReduce 采用的是进程模型),减少任务的启动开销;

2、 Executor 中有一个 BlockManager 存储模块,会将内存和磁盘共同作为存储设备,当需要多轮迭代计算时,可以将中间结果存储到这个存储模块里,下次需要时,就可以直接读该存储模块里的数据,而不需要读写到 HDFS 等文件系统里,因而有效减少了 IO 开销;或者在交互式查询场景下,预先将表缓存到该存储系统上,从而可以提高读写 IO 性能。

4、Spark 的基本运行流程如下:

(1)当一个 Spark 应用被提交时,首先需要为这个应用构建起基本的运行环境,即由任务控制节点(Driver)创建一个 SparkContext,由 SparkContext 负责和资源管理器(Cluster Manager)的通信以及进行资源的申请、任务的分配和监控等。SparkContext 会向资源管理器注册并申请运行 Executor 的资源;

(2)资源管理器为 Executor 分配资源,并启动 Executor 进程,Executor 运行情况将随着 “心跳” 发送到资源管理器上;

(3)SparkContext 根据 RDD 的依赖关系构建 DAG 图,DAG 图提交给 DAG 调度器(DAGScheduler)进行解析,将 DAG 图分解成多个 “阶段”(每个阶段都是一个任务集),并且计算出各个阶段之间的依赖关系,然后把一个个 “任务集” 提交给底层的任务调度器(TaskScheduler)进行处理;Executor 向 SparkContext 申请任务,任务调度器将任务分发给 Executor 运行,同时,SparkContext 将应用程序代码发放给 Executor;

(4)任务在 Executor 上运行,把执行结果反馈给任务调度器,然后反馈给 DAG 调度器,运行完毕后写入数据并释放所有资源。

Spark运行基本流程图
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