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  • 初识spark

    一. spark 概述

    1.是什么:

    ​ Apache Spark 是专为大规模数据处理而设计的快速通用的计算引擎。2012年,它是由加州伯克利大学AMP实

    验室开源的类 Hadoop MapReduce 的通用并行计算框架,Spark 拥有Hadoop MapReduce 所具有的优点;但不

    同于MapReduce 的是 Job 中间输出结果可以保存在内存中,从而不再需要读写 HDFS,因此 Spark 能更好地适用

    于数据挖掘与机器学习等需要迭代的 MapReduce 的算法。

    2.spark VS hadoop:

    发展历程:hadoop:2005    spark:2012

    速度效率:两者都是分布式计算框架,Spark 基于内存,MR 基于 HDFS。Spark 处理数据的能力一般是 MR 的十倍以上,Spark 中除了基于内存计算外,还有 DAG 有向无环图来切分任务的执行先后顺序

     

    3.spark运行模式:

    Local--->多用于本地测试,如在 eclipse,idea 中写程序测试等

    Standalone 是--->Spark 自带的一个资源调度框架,它支持完全分布式。

    ③Yarn--->Hadoop 生态圈里面的一个资源调度框架,Spark 也是可以基于 Yarn来计算的。

    ④Mesos-->资源调度框架。要基于 Yarn 来进行资源调度,必须实现 AppalicationMaster 接口,Spark 实现了这个接口,所以可以基于 Yarn。

     

    4.架构设计

     具体:Spark运行架构包括集群资源管理器(Cluster Manager)、运行作业任务的工作节点(Worker Node)、每个应用的任务控制节点(Driver)和每个工作节点上负责具体任务的执行进程(Executor)。其中,集群资源管理器可以是Spark自带的资源管理器,也可以是YARNMesos等资源管理框架。

    5.运行架构及流程

    图一

     (各个概念关系)具体:在Spark中,一个应用(Application)一个任务控制节点(Driver)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。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。

     图二

     

    spark是怎么运行的):

     (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。

    二、sparkcore

    1.RDD---弹性分布式数据集

    特点:①RDD 是由一系列的 partition 组成的、②函数是作用在每一个 partition(split)上的、③RDD 之间有一系列的依赖关系、④分区器是作用在 K,V 格式的 RDD 上、⑤RDD 提供一系列最佳的计算位置

    ◆ 注意:
     textFile 方法底层封装的是读取 MR 读取文件的方式,读取文件之前
    先 split,默认 split 大小是一个 block 大小。
     RDD 实际上不存储数据,这里方便理解,暂时理解为存储数据。
     什么是 K,V 格式的 RDD?
    ➢ 如果 RDD 里面存储的数据都是二元组对象,那么这个 RDD 我们
    就叫做 K,V 格式的 RDD。
     哪里体现 RDD 的弹性(容错)?
    ➢ partition 数量,大小没有限制,体现了 RDD 的弹性。
    ➢ RDD 之间依赖关系,可以基于上一个 RDD 重新计算出 RDD。
     哪里体现 RDD 的分布式?
    ➢ RDD 是由 Partition 组成,partition 是分布在不同节点上的。
     RDD 提供计算最佳位置,体现了数据本地化。体现了大数据中“计
    算移动数据不移动”的理念。

     2.pycharm的环境部署(参考:https://blog.csdn.net/TreasureNow/article/details/79076266简单!)

    3.spark的代码流程

    1. 创建 SparkConf 对象
    ➢ 可以设置 Application name。
    ➢ 可以设置运行模式及资源需求。
    2. 创建 SparkContext 对象
    3. 基于 Spark 的上下文创建一个 RDD,对 RDD 进行处理。
    4. 应用程序中要有 Action 类算子来触发 Transformation 类算子执行。
    5. 关闭 Spark 上下文对象 SparkContext。

    代码实例

    from pyspark import SparkContext
    from pyspark import SparkConf
    
    conf = SparkConf().setAppName('count').setMaster('local[*]')
    sc = SparkContext(conf=conf)
    data = ['hehe  yi  kkk nys os','ni shi  kak','na laen is lie']
    datardd = sc.parallelize(data)
    # result = datardd.map(lambda x:x.split(' ')).collect()
    # print(result)
    result =datardd.flatMap(lambda  x:x.split(' ')).map(lambda w:(w,1)).collect()
    print(result)

     4.算子---转换算子和行动算子

    (1)Transformations 转换算子:Transformations 类算子是一类算子(函数)叫做转换算子,如map,flatMap,reduceByKey 等。Transformations 算子是延迟执行,也叫懒加载执行。

     流程

    ➢ map
    将一个 RDD 中的每个数据项,通过 map 中的函数映射变为一个
    新的元素。
    特点:输入一条,输出一条数据。
    
    ➢ flatMap
    先 map 后 flat。与 map 类似,每个输入项可以映射为 0 到多个
    输出项。
    
    ➢ reduceByKey
    将相同的 Key 根据相应的逻辑进行处理。
    
    ➢ sortby
    
    ➢ sortByKey
    作用在 K,V 格式的 RDD 上,对 key 进行升序或者降序排序。

     (2)Action 行动算子:Action 类算子也是一类算子(函数)叫做行动算子,如foreach,collect,count 等。Transformations 类算子是延迟执行,Action 类算子是触发执行。一个 application 应用程序中有几个Action 类算子执行,就有几个 job 运行。

     流程:

    ➢ collect
    将计算结果回收到 Driver 端。
    foreach 可以循环迭代取出各节点服务器上的内容

    代码分享:

    from pyspark import SparkContext
    from pyspark import SparkConf
    
    '''
    count
    '''
    # 系统设置conf
    conf =SparkConf().setAppName('count').setMaster('local')
    context = SparkContext(conf=conf)
    
    data = ['zhang san  is a student ','lisi like  play basketball','wanger like durking','zl sick of study','hehe is a boy']
    
    # map(lambda x:x.split(" "))
    
    
    #  对数据进行序列化
    datardd = context.parallelize(data)
    # result = datardd.flatMap(lambda x:x.split(' ')).map(lambda w: (w,1)).reduceByKey(lambda a,b:a+b).collect()
    # print(result)
    
    # 这里用map把原来的data数据按引号划分成五个部分,通过reduceByKey来统计各部分出现的次数.
    # result = datardd.map(lambda w: (w,1)).reduceByKey(lambda a,b:a+b).collect()
    # print(result)
    
    # 这里的map ,它返回的是由一个个元素组成的小列表,最终由这些小列表组成一个大列表
    # result = datardd.map(lambda x:x.split(' ')).collect()
    # print(result)
    
    #这里用的是flatmp 它返回的是由一个个打散的元素组成的列表
    # result = datardd.flatMap(lambda x:x.split(' ')).collect()
    # print(result)
    
    
    #  这里最终的打印结果用foreach来处理,它最大的好处在于:不像collect把所有的数据全部放在列表里
    # 这样很容易导致内存被撑爆,所以在不知道数据量大小的情况下最好少用collect,这里就用到了foreach
    # 通过遍历循环将数据结果挨个挨个打印出来.
    result = datardd.flatMap(lambda x:x.split(' '))
    
    def  f(x):
        print(x)
    
    re = result.foreach(f)
    print(re)

    分享二:

    from pyspark import SparkContext
    from pyspark import SparkConf
    import pickle
    
    conf = SparkConf().setAppName('count').setMaster('local[*]')
    sc = SparkContext(conf=conf)
    text_file =sc.textFile(r'E:Hbaseapi	ext_file')
    counts = text_file.flatMap(lambda x: x.split(" "))
                 .map(lambda word: (word, 1)) 
                 .reduceByKey(lambda a, b: a + b).collect()
    print(counts)
    
    f = open('test.txt','wb')
    
    pickle.dump(counts,f)

    5.Spark 任务执行原理

    以上图中有四个机器节点,Driver 和 Worker 是启动在服务器节点上的进程,这些进程都运行在 JVM 中

     (上图有个小失误,少了一个master节点!)

    上述图的运行步骤:
    
    Driver 与集群节点之间有频繁的通信。
    Driver 负责任务(tasks)的分发和结果的回收、任务的调度。如果 task的计算结果非常大就不要回收了,会造成 OOM(内存溢出)。
    Worker 是 Standalone 资源调度框架里面资源管理的从节点,也是JVM 进程。
    Master 是 Standalone 资源调度框架里面资源管理的主节点。也是JVM 进程。

     6.spark缓存策略

    eOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    5.MEMORY_ONLY_SER
    
    SER做序列化。会消耗CPU。
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    6.MEMORY_ONLY_SER_2
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    7.MEMORY_AND_DISK
    
    内存中若放不下,则多出的部分放在机器的本地磁盘上,区别于MEMORY_ONLY(内存中若放不下,则多出的部分原来在哪就还在哪)
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    8.MEMORY_AND_DISK_2
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    9.MEMORY_AND_DISK_SER
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    10.MEMORY_AND_DISK_SER_2
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)
    
    11.OFF_HEAP(不使用堆,比如可以使用Tachyon)
    
    参数:_useDisk, _useMemory, _useOffHeap, _deserialized, _replication(默认值为1)

    三.集群搭建-----standlone

    1).下载安装包、解压、改名

    2).进入安装包的 conf 目录下,修改 slaves.template 文件,添加从节点。

     

    3).修改 spark-env.sh

    SPARK_MASTER_IP:master 的 ip
    SPARK_MASTER_PORT:提交任务的端口,默认是 7077
    SPARK_WORKER_CORES:每个 worker 从节点能够支配的 core 的个
    数
    SPARK_WORKER_MEMORY:每个 worker 从节点能够支配的内存数

     

    注意:拷贝到其它节点:scp -r  spark-1.6  node02:/home/mysoft

     4)启动集群:记住sbin目录        ./start-all.sh

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