Spark核心编程-创新互联

文章目录

Spark 核心编程
- 一、RDD
- - 1、什么是 RDD
  - 2、分布式计算模拟
  - - (1) 搭建基础的架子
    - (2) 客户端向服务器发送计算任务
  - 3、RDD 创建
  - - (1) 从集合(内存)中创建
    - (2) 从外部存储(文件)创建RDD
    - (3) 从其他RDD创建
    - (4) 直接创建 RDD (new)
  - 4、RDD 并行度与分区
  - - (1) makeRDD() 基于内存创建的RDD的分区
    - (2) 基于文件创建的RDD 的分区
    - (3) 数据分区的规则

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Spark 计算框架为了能够进行高并发和高吞吐的数据处理，封装了三大数据结构，用于处理不同的应用场景。三大数据结构分别是：
1）RDD：弹性分布式数据集
2）累加器：分布式共享只写变量
3）广播变量：分布式共享只读变量
接下来让我们看看这三大数据结构是如何数据处理中使用的

一、RDD 1、什么是 RDD

RDD（Resilient Distributed Dataset）叫做弹性分布式数据集，是 Spark 中最基本的数据处理模型。代码中是一个抽象类，它代表一个弹性的，不可变，可分区，里面的元素可并行计算的集合。
弹性：
存储的弹性：内存与磁盘的自动切换
容错的弹性：数据丢失可以自动恢复
计算的弹性：计算出错重试机制
分片的机制：可根据需要重新分片
分布式：数据存储在大数据集群不同的节点上
数据集：RDD 封装了计算逻辑，并不保存数据
数据抽象：RDD 是一个抽象类，需要子类具体实现
不可变：RDD 封装了计算逻辑，是不可以改变的，想要改变，只能产生新的RDD，在新的RDD里面封装逻辑计算
可分区，并行计算

2、分布式计算模拟 (1) 搭建基础的架子

首先分为两部分，我们把Excuter当成服务器，把Driver当成客户端。然后用客户端去连接服务器，然后客户端发送数据给服务器。
Excuter (服务器)：
第一步设置服务器的端口号，ServerScket(9998)方法，里面的参数是端口号，这可以随便写。然后第二步等待客户端发送数据过来accept()方法。然后第三步使用getInputStream输入流接收客户端发送过来的数据，使用输入流的read()方法，这个就是从客户端拿到的数据，然后把这个数据给输出。最后把输出流，数据等待，还有服务器依次都给关闭。

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.test2

import java.io.InputStream
import java.net.{ServerSocket, Socket}

//这个是做计算准备的，主要是逻辑代码部分
//这个相当于是服务器，然后Driver相当于是客户端，客户端连接服务器就可以直接使用了
class Excuter {}
object Excuter{def main(args: Array[String]): Unit = {//启动服务器，接收数据 这个端口号是随便写的
    val server = new ServerSocket(9998) //这个是网络编程的
    println("服务器启动，等待接收数据")

    //等待客户端的链接
    val client: Socket = server.accept() //等待客户端发送过来的数据，accept()方法
    val in: InputStream = client.getInputStream //输入流接收数据
    val i = in.read() //这个就是拿到的值
    println("接收到客户端发送的数据：" + i) //把客户端拿到的数据给输出

    in.close()  //把输入流给关闭掉
    client.close()
    server.close() //把服务器给关闭掉

  }
}

在这里插入图片描述
Driver (客户端)：
首先客户端连接服务器的端口号Socket("localhost",9998)方法，第一个参数是连接方式，这里是本地连接，第二个参数是服务器的端口号。然后第二步就向服务器发送数据，getOutputStream方法输出流，然后使用输出流的write()方法写出数据。然后使用输出流的flush()方法，flush方法的作用是，刷新此输出流并强制写出所有缓冲的输出字节。然后用完之后就把输出流和客户端给关闭了。

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.test2

import java.io.OutputStream
import java.net.Socket

//这个是用来执行程序的
class Driver {}
object Driver{def main(args: Array[String]): Unit = {//连接服务器 本地连接，然后第二个参数是服务器定义的端口号
    val client = new Socket("localhost",9998) //这个相当于是是客户端，连接服务器
    val out: OutputStream = client.getOutputStream //向服务器发东西，用getOutputStream()
    out.write(2)
    out.flush()

    out.close() //用完了吧这个输出流给关掉
    client.close() //然后把这个客户端也关掉
  }
}

(2) 客户端向服务器发送计算任务

Excuter 类里面是服务器，Driver是客户端，Task 里面是准备数据和逻辑操作的，那个Driver 里面创建一个Task 对象然后把Task 用ObjectOutputstream输出流把对象给输出到Excuter接收，接收也是使用ObjectIntputstream对象输入流进行接收，因为输出的是一个操作逻辑，用字节流接收肯定不对，所有要用对象。然后Excuter 拿到Task之后，就可以直接使用里面的函数了。Task里面要混入Serializable特质，因为在网络中肯定是无法直接传送一个对象过去的，所以要进行序列化。
在这里插入图片描述 7
Excuter 代码：

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.test2

import java.io.{InputStream, ObjectInputStream}
import java.net.{ServerSocket, Socket}

//这个是做计算准备的，主要是逻辑代码部分
//这个相当于是服务器，然后Driver相当于是客户端，客户端连接服务器就可以直接使用了
class Excuter {}
object Excuter{//要混入序列化的特征，不然不能那个传一个对象过去
  def main(args: Array[String]): Unit = {//启动服务器，接收数据 这个端口号是随便写的
    val server = new ServerSocket(9998) //这个是网络编程的
    println("服务器启动，等待接收数据")

    //等待客户端的链接
    val client: Socket = server.accept() //等待客户端发送过来的数据，accept()方法
    val in: InputStream = client.getInputStream //输入流接收数据
    val objin: ObjectInputStream = new ObjectInputStream(in) //输出流失obj那么接收也应该是obj
    val task: Task = objin.readObject().asInstanceOf[Task] //这个就是拿到的值 ,但是这里不应该是AnyRef，所以要进行转换
    val ints = task.compute() //上面已经拿到了传过来的操作了，所以可以直接使用里面定义的函数了
    println("计算节点的计算结果为：" + ints) //把客户端拿到的数据给输出

    objin.close()  //把输入流给关闭掉
    client.close()
    server.close() //把服务器给关闭掉

  }
}

Driver 代码：

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.test2

import java.io.{ObjectOutputStream, OutputStream}
import java.net.Socket

//这个是用来执行程序的
class Driver {}
object Driver {def main(args: Array[String]): Unit = {//连接服务器 本地连接，然后第二个参数是服务器定义的端口号
    val client = new Socket("localhost",9998) //这个相当于是是客户端，连接服务器
    val out: OutputStream = client.getOutputStream //向服务器发东西，用getOutputStream()

    val objout = new ObjectOutputStream(out) //定义这个Object的输出，因为上面那个是输出字节的不能传输对象

    val task:Task = new Task() //然后创建一个task
    objout.writeObject(task) //把task 传入给objout 对象输出流
    objout.flush()

    objout.close() //用完了吧这个输出流给关掉
    client.close() //然后把这个客户端也关掉
    println("客户端发送数据完毕")
  }
}

Task 代码：

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.test2

class Task extends Serializable {//要混入序列化的特征，不然不能那个传一个对象过去
  val datas = List(1,2,3,4)  //这个是数据

  val logic = (num:Int) =>{num * 2} //匿名函数  这个是逻辑

  //计算
  def compute() = {datas.map(logic)  //莫logic 上面定义的逻辑操作传入进去

  }

}

3、RDD 创建

在 Spark 中创建 RDD 的创建方式可以分为四种：一般就是用前两种就行了，一般前两种用的比较多。

(1) 从集合(内存)中创建

从集合中创建RDD，Spark主要提供了两个方法：parallelize和makeRDD
parallelize 是并行的意思，makeRDD 的底层则完全就是调用了parallelize方法，因为这个单词字面意思不大好理解，所以都用makeRDD就行了。
注意：local[*]里面加上*的意思是可以模拟多核多线程，要是不加的话那么就是模拟单线程，从内存中创建makeRDD()方法要传一个集合进去

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.create_RDD

import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext.fromSparkContext
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
//在内存(集合)中创建RDD
class Spark01_RDD_Memory {}
object Spark01_RDD_Memory{def main(args: Array[String]): Unit = {//TODO 准备环境
    //这个 local[*] 里面加上*的意思是，可以模拟多核多线程，不加的话就是模拟的单线程
    val conf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("create_RDD")
    val context = new SparkContext(conf)

    //TODO 创建RDD
    //从内存中创建RDD，将内存中集合的数据作为处理的数据
    val seq: Seq[Int] = Seq(1, 2, 3, 4)
    //parallelize 并行
    //val sc: RDD[Int] = context.parallelize(seq) //这里面传入的参数是一个集合，当做数据源，
    val sc: RDD[Int] = context.makeRDD(seq) //makeRDD方法和parallelize方法是一样的
    sc.collect().foreach(println) //只有触发collect方法，才会执行我们的应用程序

    //TODO 关闭环境
    context.stop()

  }
}

(2) 从外部存储(文件)创建RDD

由外部存储系统的数据集创建RDD 包括：本地的文件系统，所有Hadoop支持的数据集，比如HDFS，HBase 等。
注意：这个文件的路径，可以是项目目录下，可以洗本地环境目录下，或者说hdfs 的路径下都是可以的。在文件中创建RDD，就要用textFile()方法将文件的路径给导入进去。或者读取数据的时候用wholeTextFiles()方法可以看到里面的数据来源，具体是来自于哪一份文件。
textFile：以行为单位来读取数据，读取的数据都是字符串
wholeTextFIles：以文件为单位读取数据，读取的结果表示为元组，第一个元素表示文件路径，第二个元素表示文件内容
在这里插入图片描述

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.create_RDD

import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}

//从文件中创建RDD
class Spark02_RDD_File {}
object Spark02_RDD_File{def main(args: Array[String]): Unit = {//TODO 准备环境
    val conf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("create_RDD_File")
    val context = new SparkContext(conf)

    //TODO 创建RDD
    //从文件中创建RDD，将文件中的数据作为处理的数据源
    //path路径默认以当前环境的根路径为基准，可以写绝对路径，也可以写相对路径，
    //还可以hdfs路径也是可以的，例如：hdfs://master:9080/test.txt
    val file = context.textFile("datas/*")
    file.collect().foreach(println)


    //TODO 关闭环境
    context.stop()
  }
}

(3) 从其他RDD创建

主要是通过一个RDD运算完后，再产生新的RDD。

(4) 直接创建 RDD (new)

使用new的方式直接构造 RDD，一般由 Spark 框架自身使用。

4、RDD 并行度与分区

默认情况下，Spark 可以将一个作业切分多个任务后，发送给Executor 节点并行计算，而能够并行计算的任务数量我们称之为并行度。这个数量可以在构建RDD时指定。记住，这里的并行执行的任务数量，并不是指的切分任务的数量，不要混淆了。

(1) makeRDD() 基于内存创建的RDD的分区

注意：makeRDD()方法，第二个参数是个隐式参数，是分区的数量，如果不传的话那么默认分区跟本地环境的核有关。比如我的电脑是4核，那么分区就是分为四个，并行计算。saveAsTextFile()方法将处理的数据保存成分区文件，里面的参数是要创建的文件名。然后输出之后会自动生成一个这个名字的目录，下面的文件是分区文件。

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.create_RDD

import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.apache.spark.rdd.RDD
//RDD 并行度
class Spark01_RDD_Memory_Par {}
object Spark01_RDD_Memory_Par{def main(args: Array[String]): Unit = {//TODO 准备环境
    //这个 local[*] 里面加上*的意思是，可以模拟多核多线程，不加的话就是模拟的单线程
    val conf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("create_RDD")
    val context = new SparkContext(conf)

    //TODO 创建RDD
    //RDD的并行度 & 分区
    //makeRDD 方法可以传入第二个参数，第二个参数是分区的数量
    //第二个参数是可以不传的，因为是隐式参数,如果不传默认分区就是按照内核数量决定的，我的内核是4个，所以分区是4
    val rdd:RDD[Int] = context.makeRDD(List(1, 2, 3,4,5),3)  //里面的第一个参数是一个集合，第二个参数是分区的数量，分为几个区
    //saveAsTextFile方法 将处理的数据保存成分区文件
    rdd.saveAsTextFile("output")//saveAsTextFile方法

    //TODO 关闭环境
    context.stop()

  }
}

(2) 基于文件创建的RDD 的分区

它分区分配数据的方式和Hadoop的分区的方式是一样的。和上面的基于内存的分配数据的方式不一样。

package com.atguigu.bigdata.spark.core.wc.create_RDD

import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}

class Spark02_RDD_File_Par {}
object Spark02_RDD_File_Par{def main(args: Array[String]): Unit = {//TODO 准备环境
    val conf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("create_RDD_File2")
    val context = new SparkContext(conf)

    //TODO 创建RDD
    //textFile 可以将文件作为数据处理的数据源，默认也可以设定分区
    // minPartitions：最小分区数量
    //默认分区是两个，如果不想使用默认的分区数量那么，可以通过第二个参数指定分区数
    val rdd: RDD[String] = context.textFile("datas/one.txt",3)
    rdd.saveAsTextFile("output")


    //TODO 关闭环境
    context.stop()
  }
}

(3) 数据分区的规则

首先看字节，可以看到这个文件一共是14个字节，加上回车符
在这里插入图片描述
然后我们分两个区，14 / 2 = 7，一个区是7个字节，再用 14 / 7 = 2 可以看到刚好是2没有余数，所以没有问题刚刚好。首先是要计算行偏移量，计算出第一行的行偏移量是多少，计算出第二行是多少，然后计算行偏移量的范围就可以算出每个分区得到的数据是什么了。
在这里插入图片描述
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