大数据学习day25------spark08-----1. 读取数据库的形式创建DataFrame 2. Parquet格式的数据源 3. Orc格式的数据源 4.spark_sql整合hive 5.在IDEA中编写spark程序（用来操作hive） 6. SQL风格和DSL风格以及RDD的形式计算连续登陆三天的用户

1. 读取数据库的形式创建DataFrame    

DataFrameFromJDBC

object DataFrameFromJDBC {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 创建SparkSession实例
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .getOrCreate()
    // 创建连接数据库需要的参数
    val probs: Properties = new Properties()
    probs.setProperty("driver", "com.mysql.jdbc.Driver")
    probs.setProperty("user","root")
    probs.setProperty("password", "feng")
    // 使用sparksession创建DF
    val df: DataFrame = spark.read.jdbc("jdbc:mysql://localhost:3306/db_user?characterEncoding=UTF-8", "t_result", probs)
//    df.printSchema()
//    import spark.implicits._
//    df.where($"total_money" > 500).show() // 此种形式一定要导入隐式转换

      df.where("money > 500").show()  // 可以不导入隐式转换
  }
}

2. Parquet格式的数据源　

 2.1 spark读取的数据源效率高低需要考虑下面三点

• 1. park SQL可以读取结构化数据，读取对应格式　　数据可以返回DataFrame【元数据信息，不返回的话就要自己关联shema信息，如下图】

　　数据存储格式有schema信息

• 2. 数据存储空间更小

　　有特殊的序列化机制，可以使用高效的压缩机制

• 3. 读取的效率更高

　　使用高效的序列化和反序列化机制，可以指定查询哪些列，不select某些列，就不读取对应的数据（以前rdd读取数据的话是每行数据的所有列（字段）都会读取）

2.2 json、csv、Parquet形式的数据源的读取效率对比

2.2.1 

（1）json（满足2.1中的1）

 数据会有冗余，name、age等字段属性会被多次读取

（2）csv（满足2.1中的2）

 此种形式的数据读取只会读取一次字段属性，效率相比json的形式高点，但它默认没有压缩方式

（3）Parquet（满足2.1中的三点，是sparksql最喜欢的数据源格式）

　　读取数据可以返回元数据信息、

　　支持压缩，默认是snappy压缩

　　更加高效的序反列化，列式存储

2.2.2 案 例：

（1）获取parquet格式数据

object JDBCToParquet {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 创建SparkSession实例
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .getOrCreate()
    // 创建连接数据库需要的参数
    val probs: Properties = new Properties()
    probs.setProperty("driver", "com.mysql.jdbc.Driver")
    probs.setProperty("user","root")
    probs.setProperty("password", "feng")
    // 使用sparksession创建DF
    val df: DataFrame = spark.read.jdbc("jdbc:mysql://localhost:3306/db_user?characterEncoding=UTF-8", "t_result", probs)
    // 将df的数据转换成parquet
    df.write.parquet("E:/javafile/spark/out1")
    spark.stop()
  }
}

得到的文件部分内容如下（可见是被处理过的）

（2）读取parquet格式的文件

object JDBCToParquet {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 创建SparkSession实例
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .getOrCreate()
    // 创建连接数据库需要的参数
    val df: DataFrame = spark.read.parquet("E:/javafile/spark/part1.snappy.parquet")
    //df.show()
    //parquet格式是列式存储，可以按需查询，效率更高
    df.select("cname", "money").show()
    spark.stop()
  }
}

运行结果

3. Orc格式的数据源

（1）获取Orc格式数据（hive 使用MR喜欢的数据格式）　

package com._51doit.spark08

import java.util.Properties

import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SparkSession}

object JDBCToOrc {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 创建SparkSession实例
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .enableHiveSupport()  // 让sparkSQL开启对Hive的支持
      .getOrCreate()
    // 创建连接数据库需要的参数
    val probs: Properties = new Properties()
    probs.setProperty("driver", "com.mysql.jdbc.Driver")
    probs.setProperty("user","root")
    probs.setProperty("password", "feng")
    // 使用sparksession创建DF
    val df: DataFrame = spark.read.jdbc("jdbc:mysql://localhost:3306/db_user?characterEncoding=UTF-8", "t_result", probs)
    // 将df数据转换成Orc
    df.write.orc("E:/javafile/spark/out2")
    spark.stop()
  }
}

（2）读取Orc格式的文件

object OrcDataSource {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 创建SparkSession实例
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .enableHiveSupport()  // 让sparkSQL开启对Hive的支持
      .getOrCreate()
    // 读取Orc数据源
    val df: DataFrame = spark.read.orc("E:/javafile/spark/out2")
//    df.printSchema()
    df.where("money > 500").show()
    spark.stop()
  }
}

4.spark_sql整合hive

（1）安装mysql并创建一个普通用户，并且授权（nysql5.7后密码不能设置的很简单）　　

set global validate_password_policy=LOW;
set global validate_password_length=6;
CREATE USER 'bigdata'@'%' IDENTIFIED BY '123456'; 
GRANT ALL PRIVILEGES ON hivedb.* TO 'bigdata'@'%' IDENTIFIED BY '123456' WITH GRANT OPTION;
FLUSH PRIVILEGES;

（2）在spark的conf目录下。添加一个hive-site.xml，指向mysql的源数据库hivedb

<configuration>
  <property>
    <name>javax.jdo.option.ConnectionURL</name>
    <value>jdbc:mysql://feng05:3306/hivedb?createDatabaseIfNotExist=true</value>
    <description>JDBC connect string for a JDBC metastore</description>
  </property>

   <property>
    <name>javax.jdo.option.ConnectionDriverName</name>
    <value>com.mysql.jdbc.Driver</value>
    <description>Driver class name for a JDBC metastore</description>
  </property>

  <property>
    <name>javax.jdo.option.ConnectionUserName</name>
    <value>bigdata</value>
    <description>username to use against metastore database</description>
  </property>

  <property>
    <name>javax.jdo.option.ConnectionPassword</name>
    <value>feng</value>
    <description>password to use against metastore database</description>
  </property>

</configuration>

（3）上传一个mysql链接驱动，并启动spark_sql

./spark-sql --master spark://feng05:7077 --executor-memory 800m --total-executor-cores 3 --driver-class-path /root/mysql-connector-java-5.1.39.jar

（4）执行（3）操作后，sparkSQL会在mysql上创建一个database（hivedb），需要手动改一下DBS表中的DB_LOCATION_UIR改成hdfs的地址，如下

 （5）重新启动SparkSQL的命令行，即可完成spark与hive的整合

 （6）由上面可知，操作时会出现大量的日志信息，想要改变这种情况，可以如下操作

　　进入安装spark目录中测conf文件（/usr/apps/spark-2.3.3-bin-hadoop2.7/conf），将log4j.properties.template文件改成log4j.properties，并编辑内容如下

 (7) 重启spark_sql即可得到干净无太多日志信息的界面，如下

 补充：

• -e    后面跟SQL命令　　

./spark-sql --master spark://node-1.51doit.cn:7077 --executor-memory 1g --total-executor-cores 4 --driver-class-path /root/mysql-connector-java-5.1.47.jar -e "select * from user"

•  -f   后面跟sql脚本

./spark-sql --master spark://node-1.51doit.cn:7077 --executor-memory 1g --total-executor-cores 4 --driver-class-path /root/mysql-connector-java-5.1.47.jar -f /root/hql.sql

5.在IDEA中编写spark程序，用来操作hive，分析数据

代码如下

/**
  * 在IDEA中编写spark程序，并且支持hive，可以使用Hive的源数据库
  */
object SparkHive {

  def main(args: Array[String]): Unit = {


    System.setProperty("HADOOP_USER_NAME", "root")
    val spark = SparkSession.builder()
      .appName("SparkHive")
      .master("local[*]")
      .enableHiveSupport() //开启Spark对Hive的支持，spark完全兼容Hive
      .getOrCreate()

    //读取HDFS中的非结构化数据，对数据进行处理


    //在hive中建表
    //写Hive SQL分析数据
    spark.sql("CREATE TABLE person (id bigint, name string, age int) ROW FORMAT" +
      " DELIMITED FIELDS TERMINATED BY ','" )

    spark.sql("LOAD DATA LOCAL INPATH '/Users/star/Desktop/person.txt' INTO TABLE person")

    val df = spark.sql("SELECT * FROM person WHERE id > 2")

    df.show()

    spark.stop()

  }
}

注意：需要添加如下三个配置文件

  6. SQL风格和DSL风格以及RDD的形式计算连续登陆三天的用户

数据

 需求：连续登陆三天的用户

5.1 SQL风格

package com._51doit.spark08

import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Dataset, SparkSession}

object UserContinueLoginSQL {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 创建SparkSession
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .getOrCreate()
    // 读取文件创建DataSet
    val access: DataFrame = spark.read.option("header", "true")
      .csv("F:\大数据第三阶段\spark\spark-day09\资料\access.csv")
    // 注册成视图
    access.createTempView("v_access_log")
    spark.sql(
      s"""
         |SELECT
         |uid,
         |MIN(dt) start_date,
         |MAX(dt) end_date,
         |count(*) clogin
         |FROM
         |(
         |  SELECT
         |    uid,
         |    dt,
         |    date_sub(dt, n) diff
         |  FROM
         |  (
         |    SELECT
         |      uid,
         |      dt,
         |      row_number() over(partition by uid order by dt) n
         |    FROM
         |    v_access_log
         |  ) t1
         |) t2
         |GROUP BY uid,diff
         |HAVING clogin >= 3
         |""".stripMargin
    ).show()
    spark.stop()
  }
}

结果

5.2 DSL风格

package com._51doit.spark08

import org.apache.spark.sql.expressions.{Window, WindowSpec}
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SparkSession}

object UserContinueLoginDSL {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val spark = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName)
      .master("local[*]")
      .getOrCreate()

    //读取csv文件创建DataFrame
    val access: DataFrame = spark.read.option("header", "true")
      .csv("F:\大数据第三阶段\spark\spark-day09\资料\access.csv")

    //DSL风格的API
    import spark.implicits._

    val win: WindowSpec = Window.partitionBy($"uid").orderBy($"dt")

    import org.apache.spark.sql.functions._

    access.select($"uid", $"dt", row_number.over(win) as "rn")
      .select($"uid", $"dt", expr("date_sub(dt, rn) as dif"))
      .groupBy("uid", "dif")
      .agg(count("*") as "counts",
        min("dt") as "start_date",
        max("dt") as "end_data")
      .filter("counts >= 3")
      .select("uid", "start_date", "end_data", "counts")
      .show()


    spark.stop()
  }
}

结果

 5.3 RDD形式

package com._51doit.spark09

import java.text.SimpleDateFormat
import java.util.{Calendar, Date}

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

import scala.collection.mutable

object UserContinuedLoginRDD {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
//    // 判断是否本地运行
//    val isLocal = args(0).toBoolean
//    val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName(this.getClass.getName)
//    if(isLocal){
//      conf.setMaster("local[*]")
//    }
    // 创建SparkContext
    val conf = new SparkConf()
      .setAppName(this.getClass.getName)
      .setMaster("local[*]")
    val sc: SparkContext = new SparkContext(conf)
    val lines: RDD[String] = sc.textFile("E:/javafile/spark/access.csv")
    // 数据处理，获取（uid, date）形式的RDD
    val UidDateAndNull: RDD[((String, String), Null)] = lines.map(line => {
      val fields: Array[String] = line.split(",")
      val uid = fields(0)
      val date = fields(1)
      ((uid, date), null)
    })
    // 求分区的个数
    val uids: Array[String] = UidDateAndNull.keys.map(_._1).distinct().collect()
    // 自定义分区器，根据uid分区，并按照（uid，date排序）
    val sortedInPartition: RDD[((String, String), Null)] = UidDateAndNull.repartitionAndSortWithinPartitions(new Partitioner() { // 默认按照key排序,所以上面需为((uid,date), null)
      val idToPartitionId = new mutable.HashMap[String, Int]()
      for (i <- uids.indices) {
        idToPartitionId(uids(i)) = i
      }
      override def numPartitions: Int = uids.length
      override def getPartition(key: Any): Int = {
        val tp: (String, String) = key.asInstanceOf[(String, String)]
        idToPartitionId(tp._1)
      }
    })
    // 给处理后的数据打上行号
    val uidTimeAndDate: RDD[((String, Long), String)] = sortedInPartition.mapPartitions(it => {
      val sdf: SimpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd")
      val calendar = Calendar.getInstance()
      var i = 0
      it.map(t => {
        i += 1
        val uid = t._1._1
        val dateStr = t._1._2
        val date: Date = sdf.parse(dateStr)
        calendar.setTime(date)
        calendar.add(Calendar.DATE, -i)
        val dif = calendar.getTime.getTime
        ((uid, dif), dateStr)
      })
    })
    // 进行计算
    val firstResult: RDD[((String, Long), (String, String, Int))] = uidTimeAndDate.groupByKey().mapValues(it => {
      val sorted: Seq[String] = it.toList.sorted
      //连续登陆的次数
      val counts = sorted.size
      //起始时间
      val start_date = sorted.head
      //结束时间
      val end_date = sorted.last
      (start_date, end_date, counts)
    })
    // 最终结果
    val result: RDD[(String, String, String, Int)] = firstResult.filter(_._2._3 >= 3).map(t => (t._1._1, t._2._1, t._2._2, t._2._3))

    //输出结果
    val r = result.collect()
    println(r.toBuffer)
    sc.stop()
  }
}

结果

 此处注意的知识点：

calendar， 自定义分区器