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Spark编程基础

spark编程

目录

一,Spark设计与运行原理

1,Spark简介

2,Spark与Hadoop对比

二,Spark运行架构

1,RDD设计与运行原理

方法1.parallelize()

方法2.makeRDD()

方法3.通过HDFS文件创建 RDD

方法4.通过 Linux 本地文件创建 RDD

2,RDD方法归纳

1.使用map()方法转换数据​

2.使用 sortBy()方法进行排序 ​

 3.使用flatMap()方法转换数据​

4.使用take()方法查询某几个值 ​

 5.使用union()方法合并多个RDD​

6.使用distinct()方法进行去重 ​

3, 使用简单的集合操作​

 (1)intersection()方法​

 (2)subtract()方法​

(3)cartesian()方法 ​

任务实现: 

三,Spark快速上手

 1,创建Maven项目

(1)增加Scala插件​

(2)增加依赖关系 

 (3)WordCount

(4)异常处理

四,Spark运行环境 

1,Local模式

上传并解压缩文件

启动local环境

命令行工具 

退出本地模式

提交应用

五,Spark运行架构

1,运行架构

2,核心概念

(1)Executor与Core


一,Spark设计与运行原理

1,Spark简介

Spark 是一种基于内存的快速、通用、可扩展的大数据分析计算引擎

特点:运行速度快、容易使用、通用性、运行模式多样

2,Spark与Hadoop对比

Hadoop存在的缺点:

表达能力有限 ,磁盘IO开销大 ,延迟高

Spark优点:

编程模型更灵活,迭代运算效率更高,任务调度机制更优

二,Spark运行架构

1,RDD设计与运行原理

创建RDD

方法1.parallelize()

parallelizeO方法有两个输人参数,说明如下:
(1)要转化的集合:必须是 Seq集合。Seq 表示序列,指的是一类具有一定长度的、可迭代访问的对象,其中每个数据元素均带有一个从0开始的、固定的索引。
(2)分区数。若不设分区数,则RDD 的分区数默认为该程序分配到的资源的 CPU核心数。
通过 parallelizeO方法用一个数组的数据创建RDD,并设置分区数为4,创建后查看该 RDD 的分区数

方法2.makeRDD()

makeRDD0方法有两种使用方式,第一种使用方式与 parallelize0方法一致;第二种方式是通过接收一个 Seq[(T,Seq[String])]参数类型创建 RDD。第二种方式生成的RDD中保存的是T的值,Seq[String]部分的数据会按照 Seqf(T,Seq[String])的顺序存放到各个分区中,一个 Seq[Stringl对应存放至一个分区,并为数据提供位置信息,通过preferredLocations0方法可以根据位置信息查看每一个分区的值。调用 makeRDD0时不可以直接指定 RDD 的分区个数,分区的个数与 Seq[String]参数的个数是保持一致的,使用 makeRDD0方法创建 RDD,并根据位置信息查看每一个分区的值

方法3.通过HDFS文件创建 RDD

这种方式较为简单和常用,直接通过 textFile()方法读取 HDFS文件的位置即可。
在HDFS 的/user/toot 目录下有一个文件test.txt,读取该文件创建一个 RDD

方法4.通过 Linux 本地文件创建 RDD

本地文件的读取也是通过 sc.textFile("路径")的方法实现的,在路径前面加上“file://”表示从Linux 本地文件系统读取。在 IntelliJIDEA 开发环境中可以直接读取本地文件;但在 spark-shell 中,要求在所有节点的相同位置保存该文件才可以读取它,例如,在Linux的/opt 目录下创建一个文件 test.txt,任意输入4行数据并保存,将 test.txt 文件远程传输至所有节点的/opt 目录下,才可以读取文件 test.txt。读取 test.txt 文件,并且统计文件的数据行数

2,RDD方法归纳

1.使用map()方法转换数据

2.使用 sortBy()方法进行排序 

 3.使用flatMap()方法转换数据

4.使用take()方法查询某几个值 

 5.使用union()方法合并多个RDD

6.使用distinct()方法进行去重 

3, 使用简单的集合操作

 (1)intersection()方法

 (2)subtract()方法

(3)cartesian()方法 

任务实现: 

三,Spark快速上手

 1,创建Maven项目

(1)增加Scala插件

(2)增加依赖关系 

    修改Maven项目中的POM文件,增加Spark框架的依赖关系

  1. <dependencies>
  2. <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.spark/spark-core -->
  3. <dependency>
  4. <groupId>org.apache.spark</groupId>
  5. <artifactId>spark-core_2.12</artifactId>
  6. <version>2.4.5</version>
  7. </dependency>
  8. </dependencies>
  9. <build>
  10. <plugins>
  11. <!-- 该插件用于将 Scala 代码编译成 class 文件 -->
  12. <plugin>
  13. <groupId>net.alchim31.maven</groupId>
  14. <artifactId>scala-maven-plugin</artifactId>
  15. <version>3.2.2</version>
  16. <executions>
  17. <execution>
  18. <!-- 声明绑定到 maven 的 compile 阶段 -->
  19. <goals>
  20. <goal>testCompile</goal>
  21. </goals>
  22. </execution>
  23. </executions>
  24. </plugin>
  25. <plugin>
  26. <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
  27. <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
  28. <version>3.1.0</version>
  29. <configuration>
  30. <descriptorRefs>
  31. <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
  32. </descriptorRefs>
  33. </configuration>
  34. <executions>
  35. <execution>
  36. <id>make-assembly</id>
  37. <phase>package</phase>
  38. <goals>
  39. <goal>single</goal>
  40. </goals>
  41. </execution>
  42. </executions>
  43. </plugin>
  44. </plugins>
  45. </build>

 (3)WordCount

   为了能直观地感受Spark框架的效果,接下来我们实现一个大数据学科中最常见的教学案例         WordCount

  1. /**
  2. * spark实现单词计数
  3. */
  4. object WordCountSpark {
  5. def main(args: Array[String]): Unit = {
  6. //创建spark运行配置对象
  7. val spark: SparkConf = new SparkConf()
  8. .setMaster("local[*]")
  9. .setAppName("WordCountSparkApps")
  10. //创建spark上下文对象
  11. val sc: SparkContext = new SparkContext(spark)
  12. //读文件数据
  13. val wordsRDD: RDD[String] = sc.textFile("data/word.txt")
  14. //讲文件中的数据进行分词
  15. val word: RDD[String] = wordsRDD.flatMap(_.split(","))
  16. //转换数据结构word ---->(word,1)
  17. val word2: RDD[(String, Int)] = word.map((_, 1))
  18. //将转换结构后的数据按照相同的单词进行分组聚合
  19. val word2CountRDD: RDD[(String, Int)] = word2.reduceByKey(_ + _)
  20. //将数据聚合结果采集到内存中
  21. val word2Count: Array[(String, Int)] = word2CountRDD.collect()
  22. //打印结果
  23. word2Count.foreach(println)
  24. //关闭spark连接
  25. sc.stop()
  26. }
  27. }

(4)异常处理

如果本机操作系统是Windows,在程序中使用了Hadoop相关的东西,比如写入文件到HDFS,则会遇到如下异常:

出现这个问题的原因,并不是程序的错误,而是windows系统用到了hadoop相关的服务,解决办法是通过配置关联到windows的系统依赖就可以了 

在IDEA中配置RunConfiguration,添加HADOOP_HOME变量或者在windows上配置环境变量: 

四,Spark运行环境 

1,Local模式

上传并解压缩文件

(1)上传文件至/usr/local/packages中

(2)解压缩到指定目录 

[root@master local]# tar -zxvf spark-2.4.5-bin-hadoop2.6.tgz -C /usr/local/soft/

(3)重命名 

[root@master soft]# mv spark-2.4.5-bin-hadoop2.6/ spark-local

启动local环境

(1)进入解压缩(spark-local)目录

(2)启动成功后,可以输入网址进行Web UI监控页面访问 

命令行工具 

sc.textFile("data/word.txt").flatMap(_.split(",")).map((_,1)).reduceByKey(_+_).collect

退出本地模式

scala> :quit 

提交应用

bin/spark-submit \

--class org.apache.spark.examples.SparkPi \

--master local[1] \

./examples/jars/spark-examples_2.11-2.4.5.jar \

10

五,Spark运行架构

1,运行架构

Spark框架的核心是一个计算引擎,整体来说,它采用了标准master-slave的结构。如下图所示,它展示了一个 Spark 执行时的基本结构。图形中的Driver表示 master,负责管理整个集群中的作业任务调度。图形中的Executor则是 slave,负责实际执行任务。

2,核心概念

(1)Executor与Core

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