Spark安装与学习

      摘要：Spark是继Hadoop之后的新一代大数据分布式处理框架，由UC Berkeley的Matei Zaharia主导开发。我只能说是神一样的人物造就的神器，详情请猛击http://www.spark-project.org/

        Created 2012-05-09

        Modified 2012-08-13

1 Scala安装

       当前，Spark最新版本是0.5，由于我写这篇文档时，版本还是0.4，因此本文下面的所有描述基于0.4版本。

不过淘宝的达人已经尝试了0.5，并写了相关安装文档在此http://rdc.taobao.com/team/jm/archives/tag/spark。

~~~~~~~~~~~~~~~以下开始我的安装文档~~~~~~~~~~~~~~

        我使用的Spark的版本是0.4，只存在于github上，该版本使用的Scala版本是0.9.1.final。所以先到http://www.scala-lang.org/node/165下载scala-2.9.1.final.tar.gz。解压后放到本地 /opt 下面，在 /etc/profile 里添加

export SCALA_HOME=/opt/scala-2.9.1.final

export PATH=$SCALA_HOME/bin:$PATH

2 git安装

由于下载Spark和编译Spark需要git，因此先安装git，安装方法可以到Ubuntu软件中心直接装，也可以apt-get装。装好后需要到https://github.com 去注册一个帐号，我注册的是JerryLead，注册邮箱和密码，然后根据网站上的get-start提示生成RSA密码。

注意：如果本地之前存在rsa_id.pub，authorized_keys等，将其保存或着将原来的密码生成为dsa形式，这样git和原来的密码都不冲突。

3 Spark安装

首先下载最新的源代码

git clone git://github.com/mesos/spark.git

得到目录spark后，进入spark目录，进入conf子目录，将 spark-env.sh-template 重命名为spark-env.sh，并添加以下代码行：

export SCALA_HOME=/opt/scala-2.9.1.final

回到spark目录，开始编译，运行

$ sbt/sbt update compile

这条命令会联网下载很多jar，然后会对spark进行编译，编译完成会提示success

[success] Total time: 1228 s, completed May 9, 2012 3:42:11 PM

可以通过运行spark-shell来和spark进行交互。

也可以先运行测试用例./run <class> <params>

./run spark.examples.SparkLR local[2]

在本地启动两个线程运行线性回归。

./run spark.examples.SparkPi local

在本地启动运行Pi估计器。

更多的例子在examples/src/main/scala里面

3 Spark导出

在使用Spark之前，先将编译好的classes导出为jar比较好，可以

$ sbt/sbt assembly

将Spark及其依赖包导出为jar，放在

core/target/spark-core-assembly-0.4-SNAPSHOT.jar

可以将该jar添加到CLASSPATH里，开发Spark应用了。

一般在开发Spark应用时需要导入Spark一些类和一些隐式的转换，需要再程序开头加入

import spark.SparkContext

import SparkContext._

4 使用Spark交互模式

1. 运行./spark-shell.sh

2. scala> val data = Array(1, 2, 3, 4, 5) //产生data

data: Array[Int] = Array(1, 2, 3, 4, 5)

3. scala> val distData = sc.parallelize(data) //将data处理成RDD

distData: spark.RDD[Int] = spark.ParallelCollection@7a0ec850 （显示出的类型为RDD）

4. scala> distData.reduce(_+_) //在RDD上进行运算，对data里面元素进行加和

12/05/10 09:36:20 INFO spark.SparkContext: Starting job...

5. 最后运行得到

12/05/10 09:36:20 INFO spark.SparkContext: Job finished in 0.076729174 s

res2: Int = 15

5 使用Spark处理Hadoop Datasets

Spark可以从HDFS/local FS/Amazon S3/Hypertable/HBase等创建分布式数据集。Spark支持text files，SequenceFiles和其他Hadoop InputFormat。

比如从HDFS上读取文本创建RDD

scala> val distFile = sc.textFile("hdfs://m120:9000/user/LijieXu/Demo/file01.txt")

12/05/10 09:49:01 INFO mapred.FileInputFormat: Total input paths to process : 1

distFile: spark.RDD[String] = spark.MappedRDD@59bf8a16

然后可以统计该文本的字符数，map负责处理文本每一行map(_size)得到每一行的字符数，多行组成一个List，reduce负责将List中的所有元素相加。

scala> distFile.map(_.size).reduce(_+_)

12/05/10 09:50:02 INFO spark.SparkContext: Job finished in 0.139610772 s

res3: Int = 79

textFile可以通过设置第二个参数来指定slice个数（slice与Hadoop里的split/block概念对应，一个task处理一个slice）。Spark默认将Hadoop上一个block对应为一个slice，但可以调大slice的个数，但不能比block的个数小，这就需要知道HDFS上一个文件的block数目，可以通过50070的dfs的jsp来查看。

对于SequenceFile，可以使用SparkContext的sequenceFile[K,V]方法生成RDD，其中K和V肯定要是SequenceFile存放时的类型了，也就是必须是Writable的子类。Spark也允许使用native types去读取，如sequenceFile[Int, String]。

对于复杂的SequenceFile，可以使用SparkContext.hadoopRDD方法去读取，该方法传入JobConf参数，包含InputFormat，key class，value class等，与Hadoop Java客户端读取方式一样。

6 分布式数据集操作

分布式数据集支持两种类型的操作：transformation和action。transformation的意思是从老数据集中生成新的数据集，action是在数据集上进行计算并将结果返回给driver program。每一个Spark应用包含一个driver program用来执行用户的main函数，比如，map就是一个transformation，将大数据集划分处理为小数据集，reduce是action，将数据集上内容进行聚合并返回给driver program。有个例外是reduceByKey应该属于transformation，返回的是分布式数据集。

需要注意的是，Spark的transformation是lazy的，transformation先将操作记录下来，直到接下来的action需要将处理结果返回给driver program的时候。

另一个特性是caching，如果用户指定cache一个数据集RDD，那么该数据集中的不同slice会按照partition被存放到相应不同节点的内存中，这样重用该数据集的时候，效率会高很多，尤其适用于迭代型和交互式的应用。如果cache的RDD丢失，那么重新使用transformation生成。

7 共享变量

与Hadoop的MapReduce不同的是，Spark允许共享变量，但只允许两种受限的变量：broadcast和accumulators。

Broadcast顾名思义是“广播”，在每个节点上保持一份read-only的变量。比如，Hadoop的map task需要一部只读词典来处理文本时，由于不存在共享变量，每个task都需要加载一部词典。当然也可以使用DistributedCache来解决。在Spark中，通过broadcast，每个节点存放一部词典就够了，这样从task粒度上升到node粒度，节约的资源可想而知。Spark的broadcast路由算法也考虑到了通信开销。

通过使用SparkContext.broadcast(v)来实现对变量v的包装和共享。

scala> val broadcastVar = sc.broadcast(Array(1,2,3))

12/05/10 10:54:21 INFO spark.BoundedMemoryCache: Asked to add key ((1,a5c2a151-185d-4ea4-aad1-9ec642eebc5d),0)

12/05/10 10:54:21 INFO spark.BoundedMemoryCache: Estimated size for key ((1,a5c2a151-185d-4ea4-aad1-9ec642eebc5d),0) is 12

12/05/10 10:54:21 INFO spark.BoundedMemoryCache: Size estimation for key ((1,a5c2a151-185d-4ea4-aad1-9ec642eebc5d),0) took 0 ms

12/05/10 10:54:21 INFO spark.BoundedMemoryCache: ensureFreeSpace((1,a5c2a151-185d-4ea4-aad1-9ec642eebc5d), 12) called with curBytes=12, maxBytes=339585269

12/05/10 10:54:21 INFO spark.BoundedMemoryCache: Adding key ((1,a5c2a151-185d-4ea4-aad1-9ec642eebc5d),0)

12/05/10 10:54:21 INFO spark.BoundedMemoryCache: Number of entries is now 2

broadcastVar: spark.broadcast.Broadcast[Array[Int]] = spark.Broadcast(a5c2a151-185d-4ea4-aad1-9ec642eebc5d)

创建broadcast变量后，可以通过.value来访问只读原始变量v。

scala> broadcastVar.value

res4: Array[Int] = Array(1, 2, 3)

另一种共享变量是Accumulators，顾名思义就是可以被“added”的变量，比如MapReduce中的counters就是不断累加的变量。Spark原生支持Int和Double类型的累加变量。

通过SparkContext.accumulator(v)来创建accumulator类型的变量，然后运行的task可以使用“+=”操作符来进行累加。但是task不能读取到该变量，只有driver program能够读取（通过.value），这也是为了避免使用太多读写锁吧。

创建0的accumulator版本。

scala> val accum = sc.accumulator(0)

accum: spark.Accumulator[Int] = 0

对生成的RDD进行累加，这次不要reduce了。

scala> sc.parallelize(Array(1,2,3,4)).foreach(x => accum += x)

12/05/10 11:05:48 INFO spark.SparkContext: Starting job...

scala> accum.value

res7: Int = 20

8 安装Mesos

Spark-0.4推荐的Mesos版本是1205738，不是最新版的Mesos，我想最新版应该也可以，这里暂且使用1205738。

首先下载Mesos

svn checkout –r 1205738 https://svn.apache.org/repos/asf/incubator/mesos/trunk mesos

得到mesos目录后，先安装编译所需的软件

apt-get install python2.6 python2.6-dev

很遗憾，虽然Ubuntu 11.04上有python 2.7，但webui（mesos的web界面）需要python 2.6，因此要装

apt-get install libcppunit-dev （安装cppunit）

确保g++版本大于4.1

如果缺automake，那么安装

apt-get install autoconf automake libtool

由于系统是Ubuntu 11.04 (GNU/Linux 2.6.38-8-generic x86_64)-natty，可以直接使用./configure.template.ubuntu-natty-64。但我使用的JDK是Sun的，因此修改./configure.template.ubuntu-natty-64里面--with-java-home为/opt/jdk1.6.0_27。

总体如下：

cp configure.template.ubuntu-natty-64 configure.template.ubuntu-my-natty-64

修改configure.template.ubuntu-my-natty-64得到如下内容

1 #!/bin/sh

2 export PYTHON=python2.7

3

4 $(dirname $0)/configure \

5 --with-python-headers=/usr/include/python2.7 \

6 --with-java-home=/opt/jdk1.6.0_27 \

7 --with-webui \

8 --with-included-zookeeper $@

编译mesos

root@master:/opt/mesos# ./configure.template.ubuntu-my-natty-64

完了之后

root@master:/opt/mesos# make

9 配置Mesos和Spark

先在slave1、slave2、slave3和master上安装mesos，我这里安装在/opt/mesos。

进入conf目录，修改deploy-env.sh，添加MESOS_HOME

# This works with a newer version of hostname on Ubuntu.

#FULL_IP="hostname --all-ip-addresses"

#export LIBPROCESS_IP=`echo $FULL_IP | sed 's/\([^ ]*\) .*/\1/'`

export MESOS_HOME=/opt/mesos

修改mesos.conf，添加

# mesos-slave with --help.

failover_timeout=1

进入/opt/spark，修改conf/spark-env.sh，添加

# variables to set are:

# - MESOS_HOME, to point to your Mesos installation

# - SCALA_HOME, to point to your Scala installation

# - SPARK_CLASSPATH, to add elements to Spark's classpath

# - SPARK_JAVA_OPTS, to add JVM options

# - SPARK_MEM, to change the amount of memory used per node (this should

# be in the same format as the JVM's -Xmx option, e.g. 300m or 1g).

# - SPARK_LIBRARY_PATH, to add extra search paths for native libraries.

export SCALA_HOME=/opt/scala-2.9.1.final

export MESOS_HOME=/opt/mesos

export PATH=$PATH:/opt/jdk1.6.0_27/bin

export SPARK_MEM=10g （根据自己机器的内存大小设置，指示Spark可以使用的最大内存量）