Spark学习笔记——RDD编程

1.RDD——弹性分布式数据集（Resilient Distributed Dataset）

RDD是一个分布式的元素集合，在Spark中，对数据的操作就是创建RDD、转换已有的RDD和调用RDD操作进行求值。

Spark 中的 RDD 就是一个不可变的分布式对象集合。每个 RDD 都被分为多个分区,这些分区运行在集群中的不同节点上。

object WordCount {
  def main(args: Array[String]) {
    val inputFile =  "file:///home/common/coding/coding/Scala/word-count/test.segmented"
    val conf = new SparkConf().setAppName("WordCount").setMaster("local")　　　　#创建一个SparkConf对象来配置应用<br>　　　　#集群URL：告诉Spark连接到哪个集群，local是单机单线程，无需连接到集群，应用名：在集群管理器的用户界面方便找到应用
    val sc = new SparkContext(conf)　　　　　　　　#然后基于这SparkConf创建一个SparkContext对象
    val textFile = sc.textFile(inputFile)　　　　#读取输入的数据
    val wordCount = textFile.flatMap(line => line.split(" ")).map(word => (word, 1)).reduceByKey((a, b) => a + b)　　#切分成单词，转换成键值对并计数
    wordCount.foreach(println)
  }
}

创建一个RDD

val textFile = sc.textFile(inputFile)

或者

val lines = sc.parallelize(List("pandas", "i like pandas"))

RDD支持两种类型的操作: 转化操作(transformation)和行动操作(action)。

转化操作，是返回一个新的RDD的操作：

filter()函数

val RDD = textFile.filter(line => line.contains("Hadoop"))

map()函数

val input = sc.parallelize(List(1, 2, 3, 4))
val result = input.map(x => x * x)
println(result.collect().mkString(","))

输出

1,4,9,16

map()和flatMap()的区别

    val input1 = sc.parallelize(List("hello world","hi"))
    val lines = input1.map(line => line.split(" "))
    for(line <- lines)
      println(line)　　//输出是两个List的地址
    val lines_ = input1.flatMap(line => line.split(" "))
    for(line_ <- lines_)
      println(line_)　　//输出是[hello world hi]

行动操作，是向驱动器程序返回结果或把结果写入外部系统的操作,会触发实际的计算：first()、count()、take()、collect()[获取整个RDD中的数据，只有想在本地处理这些数据的时候，才可以使用，因为一般情况下RDD很大]

take()函数

textFile.take(5).foreach(println)

reduce函数，接收一个函数作为参数

val input = sc.parallelize(List(1, 2, 3, 4))
val sum = input.reduce((x, y) => x + y)
println(sum)　　//输出1-4的累加和，10

aggregate()函数，计算List的和以及List的元素个数，然后计算平均值

    val input = sc.parallelize(List(1, 2, 3, 4))
    val result = input.aggregate((0, 0))(
      (acc, value) => (acc._1 + value, acc._2 + 1),
      (acc1, acc2) => (acc1._1 + acc2._1, acc1._2 + acc2._2))
    val avg = result._1 / result._2.toDouble
    println(result)
    println(avg)

输出

(10,4)
2.5

对于

val sum1 = input.aggregate((0, 0))((x, y) => (x._1 + y, x._2 + 1), (x, y) => (x._1 + y._1, x._2 + y._2))

输出（10,4）

理解

过程大概这样：

首先，初始值是(0,0)，这个值在后面2步会用到。

然后，(acc,number) => (acc._1 + number, acc._2 + 1)，number即是函数定义中的T，这里即是List中的元素。所以acc._1 + number, acc._2 + 1的过程如下。

    1.   0+1,  0+1

    2.  1+2,  1+1

    3.  3+3,  2+1

    4.  6+4,  3+1

    5.  10+5,  4+1

    6.  15+6,  5+1

    7.  21+7,  6+1

    8.  28+8,  7+1

    9.  36+9,  8+1

结果即是(45,9)。这里演示的是单线程计算过程，实际Spark执行中是分布式计算，可能会把List分成多个分区，假如3个，p1(1,2,3,4)，p2(5,6,7,8)，p3(9)，经过计算各分区的的结果（10,4），（26,4），（9,1），这样，执行(par1,par2) => (par1._1 + par2._1, par1._2 + par2._2)就是（10+26+9,4+4+1）即（45,9）.再求平均值就简单了。

top()函数，可以返回RDD的前几个元素

fold()函数，和reduce()函数的功能差不多，但是需要提供初始值

val numbers = List(1, 2, 3, 4)
    println(
      numbers.fold(1) {
        (a, b) => a + b
      }
    )

输出11

转化操作和行动操作的区别：

1.转换操作只会惰性计算这些 RDD

2.行动操作会对 RDD 计算出一个结果,并把结果返回到驱动器程序中,或把结果存储到外部存储系统(如 HDFS)中

默认情况下,Spark 的 RDD 会在你每次对它们进行行动操作时重新计算。如果想在多个行动操作中重用同一个 RDD,可以使用 RDD.persist() 让 Spark 把这个 RDD 缓存下来

2.向Spark传递函数

在 Scala 中,我们可以把定义的内联函数、方法的引用或静态方法传递给 Spark。

我们可以把需要的字段放到一个局部变量中,来避免传递包含该字段的整个对象

class SearchFunctions(val query: String) {

    def isMatch(s: String): Boolean = {
        s.contains(query)
    }

    def getMatchesFunctionReference(rdd: RDD[String]): RDD[String] = {
        // 问题: "isMatch"表示"this.isMatch",因此我们要传递整个"this"
        rdd.map(isMatch)
    }

    def getMatchesFieldReference(rdd: RDD[String]): RDD[String] = {
        // 问题: "query"表示"this.query",因此我们要传递整个"this"
        rdd.map(x => x.split(query))
    }

    def getMatchesNoReference(rdd: RDD[String]): RDD[String] = {
        // 安全:只把我们需要的字段拿出来放入局部变量中
        val query_ = this.query
        rdd.map(x => x.split(query_))
    }
}

3.持久化（缓存）

Spark RDD 是惰性求值的,而有时我们希望能多次使用同一个 RDD的时候需要对RDD进行持久化

两次调用行动操作，每次Spark都会重新计算RDD和它的所有依赖

val result = input.map(x => x*x)
println(result.count())
println(result.collect().mkString(","))

使用persist()来进行持久化

val result = input.map(x => x * x)
result.persist(StorageLevel.DISK_ONLY)
println(result.count())
println(result.collect().mkString(","))

如果要缓存的数据太多,内存中放不下,Spark 会自动利用最近最少使用(LRU)的缓存策略把最老的分区从内存中移除。

RDD 还有一个方法叫作 unpersist() ,调用该方法可以手动把持久化的 RDD 从缓存中移除。