• RDD


    1.RDD的概念

    RDD(Resilient Distributed Dataset)叫做分布式弹性数据集,是Spark中最基本的数据抽象.它代表一个不可变,可分区,里面的元素可以并行计算的集合,RDD具有数据流模型的特点:自动容错,位置感知 ,性能调度和可伸缩性,RDD允许用户在执行多个查询时显式的将工作集缓存在内存中,后续的查询能够重用工作集,这样可以极大的提提升查询速度

    在之前的学习中学习了MR,但是MR中并没有对数据进行一个统一的抽象,而在Spark中对数据进行一个统一的抽象就是RDD并且对这个抽象提供了一些方法,这些方法可以对RDD进行处理,Spark中将这些方法叫做算子

     

    总结:

    在Spark中,对数据的所有操作无外乎就是创建RDD,转换已有的RDD,以及调用RDD操作进行求值计算,每个RDD都被分为多个分区,这些分区可以运行在集群上不同的节点上,RDD还包含使用Python,Java,Scala中的任意数据类型对象,甚至自定义数据类型

    2.RDD的特性

    /*
    - A list of partitions
    * - A function for computing each split
    * - A list of dependencies on other RDDs
    * - Optionally, a Partitioner for key-value RDDs (e.g. to say that the RDD is hash-partitioned)
    * - Optionally, a list of preferred locations to compute each split on (e.g. block locations for
    * an HDFS file)
    */
    ps:这里的分片可以先看做是分区 分区个数 == 分片个数(需要验证) 这个默认值时多少?
    1.一组分片(Partition),即数据集的基本单位组成,对于RDD来说,每个分片都会被一个计算任务处理,并决定并行计算粒度,用户可以对在创建RDD时指定RDD的分片个数,如果没有指定,那么就会采用默认值,默认值就是程序所分配到的CPU core核心的数目

    2.一个计算每个分区的函数,Spark中RDD的计算是以分片为单位的,内个RDD都会实现compute函数以达到这个目的,compute函数会对迭代计算进行复合,不需要保存每次计算的结果

    3.RDD之间依赖关系.RDD的每次转换都会生成一个新的RDD,所以RDD之间会形成类似流水线一样的前后依赖关系,在部分分区数据丢失的时候,Spark可以通过这个依赖关系重新计算丢失的分区数据,而不是对RDD的所有分区进行重新计算

    ps:这个依赖关系就是[宽窄依赖] 恢复分区计算的操作 [血缘]

    4.一个Partitioner,即RDD的分片函数,当前Spark中实现了两种类型的分片函数
    一种是基于Hash(必须掌握) HashPartitioner
    一种是基于Range(了解,了解水塘抽样算法) RangePartitioner
    只有对Key-value的RDD,才会有Partitioner
    非Key-value的RDD的Partitioner是None
    Partitioner本身的分片数量,也决定了 父RDDshuffler时输出分片的数量

    5 一个列表,存储每个Partition的优先位置,对于一个HDFS文件系统来说,这个列表保存就是每个Partition的快的位置
    提供他了一个思想 "移动数据" 不如 "移动计算",Spark在记性任务调度是后,会尽可能将计算任务分配到存储数据的位置

    总结:
    1.RDD可以看做是一些列的Partition所组成的
    2.RDD之间存在依赖关系
    3.算子是作用在Partition之上的
    4.分区器是作用在KV形式的RDD上
    5.partitioin提供最佳的计算位置,利于数据处理的本地化即移动数据不如移动计算

     

    3.RDD的API

    RDD支持两种操作:转换操作和行动操作,RDD的转换操作是返回一个新的RDD的操作,比如map()和flatMap,而行动操作则是向Driver返回结果或将结果写出到外部存在设备,比如,collect和saveAsTextFile

    Spark采用是惰性计算模式,RDD只有在第一次触发行动算子的时候,才会真正计算,相反的,转换算子他们只是记住这些应用到基础数据集上的转换动作(预加在状态)

    3.1 Transformation算子(转换算子)

    RDD中的所有转换都是延迟加载的,也就是说,它们并不会直接计算结果。相反的,它们只是记住这些应用到基础数据集(例如一个文件)上的转换动作。只有当发生一个要求返回结果给Driver的动作时,这些转换才会真正运行。这种设计让Spark更加有效率的运行。

    转换含义
    map(func) 返回一个新的RDD,该RDD由每一个输入元素经过func函数转换后组成
    filter(func) 返回一个新的RDD,该RDD由经过func函数计算后返回值为true的输入元素组成
    flatMap(func) 类似于map,但是每一个输入元素可以被映射为0或多个输出元素(所以func应该返回一个序列,而不是单一元素)
    mapPartitions(func) 类似于map,但独立地在RDD的每一个分片上运行,因此在类型为T的RDD上运行时,func的函数类型必须是Iterator[T] => Iterator[U]
    mapPartitionsWithIndex(func) 类似于mapPartitions,但func带有一个整数参数表示分片的索引值,因此在类型为T的RDD上运行时,func的函数类型必须是(Int, Iterator[T]) => Iterator[U]
    sample(withReplacement, fraction, seed) 根据fraction指定的比例对数据进行采样,可以选择是否使用随机数进行替换,seed用于指定随机数生成器种子
    union(otherDataset) 对源RDD和参数RDD求并集后返回一个新的RDD
    intersection(otherDataset) 对源RDD和参数RDD求交集后返回一个新的RDD
    distinct([numTasks])) 对源RDD进行去重后返回一个新的RDD
    groupByKey([numTasks]) 在一个(K,V)的RDD上调用,返回一个(K, Iterator[V])的RDD
    reduceByKey(func, [numTasks]) 在一个(K,V)的RDD上调用,返回一个(K,V)的RDD,使用指定的reduce函数,将相同key的值聚合到一起,与groupByKey类似,reduce任务的个数可以通过第二个可选的参数来设置
    aggregateByKey(zeroValue)(seqOp, combOp, [numTasks]) 相同的Key值进行聚合操作,在聚合过程中同样使用了一个中立的初始值zeroValue:中立值,定义返回value的类型,并参与运算seqOp:用来在同一个partition中合并值combOp:用来在不同partiton中合并值
    sortByKey([ascending], [numTasks]) 在一个(K,V)的RDD上调用,K必须实现Ordered接口,返回一个按照key进行排序的(K,V)的RDD
    sortBy(func,[ascending], [numTasks]) 与sortByKey类似,但是更灵活
    join(otherDataset, [numTasks]) 在类型为(K,V)和(K,W)的RDD上调用,返回一个相同key对应的所有元素对在一起的(K,(V,W))的RDD
    cogroup(otherDataset, [numTasks]) 在类型为(K,V)和(K,W)的RDD上调用,返回一个(K,(Iterable<V>,Iterable<W>))类型的RDD
    cartesian(otherDataset) 笛卡尔积
    pipe(command, [envVars]) 将一些shell命令用于Spark中生成新的RDD
    coalesce(numPartitions) 重新分区
    repartition(numPartitions) 重新分区
    repartitionAndSortWithinPartitions(partitioner) 重新分区和排序

     

     

     

     

    3.2Action算子(行动)

    在RDD上运行计算,并返回结果给Driver或写入文件系统

    动作含义
    reduce(func) 通过func函数聚集RDD中的所有元素,这个功能必须是可交换且可并联的
    collect() 在驱动程序中,以数组的形式返回数据集的所有元素
    count() 返回RDD的元素个数
    first() 返回RDD的第一个元素(类似于take(1))
    take(n) 返回一个由数据集的前n个元素组成的数组
    takeSample(withReplacement,num, [seed]) 返回一个数组,该数组由从数据集中随机采样的num个元素组成,可以选择是否用随机数替换不足的部分,seed用于指定随机数生成器种子
    takeOrdered(n, [ordering]) takeOrdered和top类似,只不过以和top相反的顺序返回元素
    saveAsTextFile(path) 将数据集的元素以textfile的形式保存到HDFS文件系统或者其他支持的文件系统,对于每个元素,Spark将会调用toString方法,将它装换为文件中的文本
    saveAsSequenceFile(path) 将数据集中的元素以Hadoop sequencefile的格式保存到指定的目录下,可以使HDFS或者其他Hadoop支持的文件系统。
    saveAsObjectFile(path)  
    countByKey() 针对(K,V)类型的RDD,返回一个(K,Int)的map,表示每一个key对应的元素个数。
    foreach(func) 在数据集的每一个元素上,运行函数func进行更新。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     4.创建RDD的两种方式

    PS:以下的sc都是SparkContext对象

    import org.apache.spark.rdd.RDD
    
    /**
      * 创建RDD
      */
    object CreateRDD {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
         val sc = CreateSparkContext.createSparkContxt("CreateRDD","local")
         //1.使用makeRDD来进行创建
        //第一个参数是 存储的集合  第二个参数是分区数量,默认是是根据local决定,也可以传入一个具体值
        val rdd1: RDD[Int] = sc.makeRDD(Array(1,2,3,4,5,6))
        rdd1.foreach(println)
    //2.makeRDD的底层实现可以直接创建 //第一个参数是 存储的集合 第二个参数是分区数量,默认是是根据local决定,也可以传入一个具体值 val rdd2 =sc.parallelize(Array(1,2,3,4,5,6),6)
      
      //3.从外部数据中创建RDD
      //val rdd = sc.textFile("本地文件路径 / HDFS文件路径")
    } }

      

     

    RDD的依赖关系

    RDD和它依赖的父RDD的关系分为两种:窄依赖和宽依赖

    窄依赖

    窄依赖指的是每一个父RDD Partition最多被子RDD的一个Partition使用

    ps: 窄依赖就是 --> 独生子女 (一对一关系)

    宽依赖

    宽依赖指是多个子RDD的Partition会依赖同一个父RDD的Partition

    ps:宽依赖就是 --> 兄弟姐妹 (一对多的关系)

    总结:发生宽依赖的位置是一种一对多的情况,这种情况发生其实就是发生了Shuffle,不发生shuffle就是窄依赖,发生shuffle就是宽依赖

    ps:在源码中宽窄依赖所表达类是不一样

    窄依赖 NarrowDependency

    宽依赖 ShuffleDependency

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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