大数据学习day19-----spark02-------0 零碎知识点（分区，分区和分区器的区别） 1. RDD的使用（RDD的概念，特点，创建rdd的方式以及常见rdd的算子） 2.Spark中的一些重要概念

0. 零碎概念

（1）

这个有点疑惑，有可能是错误的。

（2）

此处就算地址写错了也不会报错，因为此操作只是读取数据的操作（元数据），表示从此地址读取数据但并没有进行读取数据的操作

（3）分区（有时间看HaDoopRDD这个方法的源码，用来计算分区数量的）

物理切片：实际将数据切分开，即以前的将数据分块（每个数据块的存储地址不一样），hdfs中每个分块的大小为128m

逻辑切片：指的是读取数据的时候，将一个数据逻辑上分成多块（这个数据在地址上并没有分开），即以偏移量的形式划分（各个Task从某个数据的不同位置读取这个数据）

分区数与最小分区数有关，如果最小分区数为1 ，输入切片小于128m，就不在进行逻辑切分多个输入切片了。如果最小分区数为2，有两个文件，一个文件比较大，一个文件比较小，大的文件会被逻辑划分为两个输入切片，即大的文件对应两个分区，小的文件对应一个分区

　　 一般来说，一个文件对应于一个分区数，但是若两个文件的大小相差很大，则一个文件会有2个分区，即将这个大的文件进行了逻辑切片，如下

文件夹下有2个文件：1.txt，words.txt（words.txt比1.txt大很多）

在IDEA中执行wc任务后，日志文件如下，可见words.txt被逻辑切片成了两个分区

如果自己指定的分区数小于输入的切片数，则分区数会默认使用切片数作为分区数

注意：文件进行逻辑切片的条件：

　　（一个文件的字节数据 / (目录下文件总的字节数 / 最小分区的数量)） > 1.1 就划分多个输入切片

最小分区数一般为2，但当自己设置并行度为1时，则最小分区数为1，原因如下：

 补充: 为什么最小分区数一般为2呢？

　　spark本身就是个分布式的运算框架，其进行分布式运算的核心即为分布式数据集（RDD），rdd分区数有多少意味着task会有多少，并并行度有多少。若是rdd的分区数为1，则不是分布式运算了，就没意义了

例：

wc1目录中有3个文件，大小如下

代码（用来测试分区数）

object WordCount {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
//    val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName("WordCount")
    //往HDFS中写入数据，将程序的所属用户设置成更HDFS一样的用户
    System.setProperty("HADOOP_USER_NAME", "root")
    //Spark程序local模型运行,local[*]是本地运行，并开启多个线程
    val conf: SparkConf = new SparkConf()
      .setAppName("WordCount")
      .setMaster("local[*]") //设置为local模式执行
    // 1 创建SparkContext，使用SparkContext来创建RDD
    val sc: SparkContext = new SparkContext(conf)
    // spark写Spark程序，就是对神奇的大集合【RDD】编程，调用它高度封装的API
    // 2 使用SparkContext创建RDD
    val lines: RDD[String] = sc.textFile("hdfs://feng05:9000/wc1", 1)
    println(lines.partitions.length)
    lines.saveAsTextFile("E:/javafile/wc/out4")
    // 释放资源
    sc.stop()
  }
}

运行结果：3个分区

查看日志文件，如下，发现words.txt没有进行逻辑切片（符合上面逻辑切片发生的条件）

上面自己设定的并行度为1，导致最小分区为1，下面不设置并行度（其他代码同上），即最小分区会变成2，这个时候，按照上面逻辑切分的条件，words.txt会被逻辑切分为两个切片，即最终会得到4个分区，事实也是如此，如下日志文件

如果最小分区数为1 ，输入切片小于128m，就不在进行逻辑切分多个输入切片了，若大于128m，则会被逻辑切分成2个切片（几乎平均切分）

总结：

　　从hdfs中读取数据创建rdd，其并没有立即读取数据，而是记录以后要从hdfs中某个地址读取数据（读取数据的操作由其调度的task来执行），分区的数量有输入切片来决定。输入切片并不是看到的文件数量以及分块数，而是在读取数据的时候，尽量让每个task读取的数据大小均匀，所以相对大的文件会进行逻辑切片，即输入切片的数目就会增大

• 并行化的方式创建rdd

 // 使用parallelize
val rdd1 =sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7))

此处的并行度与一开始设置的executor-cores有关，若设置为3，则会有3个分区，则会有3个Task

分区和分区器的区别

　　分区是rdd用来决定spark中task的并行度的，而分区器则是决定上游的数据到下游哪个地方的（类似MR程序中，maptask处理完的数据会被分到下游的哪个reduceTask中）

（3） RDD中的collect

　　collect相当于将executor计算好的数据收集起来，放置于driver端，以下是具体的

1. RDD的使用

1.0  什么是RDD

　　RDD（Resilient Distributed Dataset）是一个抽象数据集，RDD中不保存要计算的数据集，保存的是元数据，即数据的描述信息和运算逻辑，比如数据要从哪里去读取，怎么运算等。RDD可以理解为一个代理，你对RDD进行操作，相当于在Driver端先是记录下计算的描述信息，然后生成Task，将Task调度到Executor端才执行真正的计算逻辑

1.1 RDD的特点

•  有一些连续的分区

　　分区编号从0开始，分区数量决定了对应阶段Task的并行度

• 有一个函数作用在每个输入切片上

　　每一个分区都会生成一个Task，对该分区的数据进行计算，这个函数就是具体的计算逻辑

•  RDD和RDD之间存在一些依赖关系

　　RDD调用Transformation后会生成一个新的RDD，子RDD会记录父RDD的依赖关系，包括宽依赖（有shuffle）和窄依赖（没有shuffle）

• （可选的）K-V的RDD在shuffle会有分区器，默认使用HashPartioner
•  （可选的）如果从HDFS中读取数据，会有一个最优位置：　　

　　spark在调度任务之前会读取NameNode的元数据信息，获取数据的位置，移动计算而不是移动数据，这样可以提高计算效率

 1.2 创建RDD的方式

1.2.1 读取外部文件的方式

（1）读取HDFS中的文件创建RDD

private def makeRDDFromHDFS = {
  val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName(this.getClass.getSimpleName).setMaster("local[*]")
  val sc = new SparkContext(conf)
  val rdd: RDD[String] = sc.textFile("hdfs://doit01:9000/word.txt")
  sc.stop()
}

这里要注意分区问题，见0处的分区

（2）读取本地数据创建RDD

private def makeRDDFromDisk = {
  val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName(this.getClass.getSimpleName).setMaster("local[*]")
  val sc = new SparkContext(conf)
  // 返回的是处理整个文件数据的RDD
  val rdd: RDD[String] = sc.textFile("d://word.txt")
  rdd.foreach(println)
  sc.stop()
}

1.2.2 集合转换（一般使用parallelize方法）

private def arrayToRDD = {
  val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName(this.getClass.getSimpleName).setMaster("local[*]")
  val sc = new SparkContext(conf)
  val arr = Array("java", "vue", "js", "hive", "scala", "hbase")
  val rdd: RDD[String] = sc.makeRDD(arr) // 底层调用的就是parallelize
  // 参数一数据集  参数二 将数据集划分成N区,有利于分布式运算(将不同区的数据交给不同的worker去处理)
  val rdd2: RDD[String] = sc.parallelize(arr, 3)
  rdd.foreach(println)
  sc.stop()
}

注意：

（1）makeEDD或者是parallelize方法接收的参数只能是seq序列（Array，List等，set和map不属于），map和set想转成RDD需要先将之转换成Arrat或者是List

（2）集合转成RDD时，如果本地运行（local[n]），并且makeEDD或者是parallelize方法没有指定分区数时，则得到的RDD分区数为n

1.2.3  RDD调用转换算子获取RDD

1.3  RDD的算子分类

• Transformation：即转换算子，调用转换算子会生成一个新的RDD，R=Transfoemation是Lazzy的，不会触发job的执行
• Action：行动算子，调用行动算子会触发job执行，本质上调用了sc.runJob方法，该方法从最后一个RDD，根据其依赖关系，从后往前，划分Stage，生成TaskSet　　

1.3.1 RDD常用的Transformation算子

• map算子，功能是做映射

　将原数据的每个元素传给函数func进行格式化，返回一个新的分布式数据集。源码如下

测试（spark-shell中测试）

•  flatMap算子，先map再压平，spark中没有flatten方法

测试

（1）

此处若将flatMap换成map则会有如下结果

flat相当于压平操作，外部的Array可比成一个大的气球，里面的各个Array相当于里面的小气球，而flat的操作就是将这些小气球压破，使所有元素都放在外部的气球（Array）中

（2）测试的数据位集合中包含集合（使用了两次flatMap）

此处若将flatMap换成map，则运行的结果为

• filter算子 ，功能为过滤数据

•  mapPartitions

　　将数据以分区的形式返回map操作，一个分区对应一个迭代器，该方法和map方法类似，只不过该方法的参数由RDD中的每一个元素变成了RDD中每一个分区的迭代器，如果在映射的过程中需要频繁创建额外的对象，使用mapPartions要比map高效的多

　　使用map的话，若是要从数据库中拿数据，则每拿一条数据就要建立一次数据库的连接，比较耗费性能，但mapPartitions则是一个分区建立一次连接，这一个连接可以处理这个分区中的数据

• mapPartitionsWithIndex

　　类似于mapPartitions，不过函数要输入两个参数，第一个参数为分区的索引，第二个是对应分区的迭代器。函数返回的是一个经过该函数转换的迭代器

• sortBy算子，用来排序

　　此处若是将函数x=>x改为x=>x+“”，表示的是排序以字符串的形式排

• sortByKey算子，按照key排序

• groupBy算子，分组，既可以按照key也可以按照值分组

将_1换成_2就是按值排序了

•  groupByKey 按照key进行分组

　　只能按照key排序，不需要参数

　　 hello和flink的hashcode值一样，所以在一个分区中，但不在一个分组中，一个分区可以有多个分组

• reduceByKey

　　reduceByKey就是对元素为KV对的RDD中Key相同的元素进行binary_function的reduce操作（见action算子部分），因此，Key相同的多个元素的值被reduce为一个值，然后RDD中的Key组成一个新的KV对

groupByKey结合mapValues也能达到此聚合的目的，如下

那么，groupByKey和reduceByKey有什么区别呢？

　　GroupByKey是直接将数据分组到下游，没有对数据进行处理，加大了shuffle的网络传输，但ReduceByKey则不一样，reduceByKey先是局部聚合再全局聚合，可以减少shuffle网络传输，提高聚合效率，两者的逻辑图如下

• distinct算子，去重

• union，intersection，subtract　　

•  join，相当于SQL中的内关联

•  leftOuterJoin，相当于SQL中的左外关联

•  rightOuterJoin，相当于SQL中的右外关联

•  fullOuterJoin，相当于SQL中的全关联

•  cartesian算子，笛卡尔积

•  cogroup算子（用的比较多），协分组，有点跟fullOuterJoin类似，但是没有关联上的返回CompactBuffer()

源码如下

　　Other，this，that，找个时间看下

• aggregateByKey

　　按照key进行聚合，跟reduceByKey类似，可以输入两个函数，第一个函数局部聚合，第二个函数全局聚合。初始值自在局部聚合时使用，全局聚合不使用。源码如下

例（）

此处有两个分区，第一个分区中分为两个组cat部分和mouse部分，所以第一个分区的cat值为100，mouse也为100，同理第二个分区，所以得到如图所示的结果

• combineByKey

　　需要输入三个参数，第一个参数为分组后value的第一个元素，第二个参数为局部聚合函数，第三个参数为全局聚合函数

　　reduceByKey、foldByKey、aggregateByKey、combineByKey底层调用的都是combineByKeyWithClassTag

　例1

　

x=>x：取出分区后各个组中value的第一个元素；(a: Int, b: Int) => a + b ：将各个组的值相加，即局部聚合；(m: Int, n: Int) => m + n：此处m表示第一个分区中的值，n为第二个分区中的值，将各个分区中key相同的值相加，即全局聚合

例2

解法如下：

 x=>List(x)：将分组后各组中value的第一个元素放入一个List；(a:List[String],b:String) => a:+b：将分组后各组中value的其他元素也加到各自的List中；(m:List[String],n:List[String]) => m ++ n)：全局聚合

知识点补充

1.3.2 RDD常用的Action算子

• reduce（binary_function）

　　reduce将RDD中元素前两个传给输入函数，产生一个新的return值，新产生的return值与RDD中下一个元素（第三个元素）组成两个元素，再被传给输入函数，直到最后只有一个值为止

　　与reduce对应的算子是fold，与reduce不同的是reduce可以给一个初始值，此处的初始值在局部聚合和全局聚合都会使用（foldByKey只是在聚不聚合时使用了初始值）

•  collect，将数据以数组形式手机回收Driver端，数据按照分区编号有序返回

　　

•  count，返回rdd元素的数量

•  top 将RDD中数据按照降序（默认降序）或者指定的排序规则，返回前n个数据

•  take，返回一个由数据集的前n个元素组成的数组

•  first，返回数据集中的第一个元素

•  takeOrdered和top类似，默认升序返回

•  saveAsTextFile以文本的形式保存到文件系统中

val rdd1 = sc.parallelize(List(3,2,4,1,5), 2)  //2个分区
rdd1.saveAsTextFile("hdfs://feng05:9000/haha")

结果查看

• aggregate, 传入两个函数，第一个函数在分区内聚合，第二个全局聚合，可以传初始值，并且初始值在聚不聚he和全局聚合都会被使用

　

• foreach  将数据一条一条的取出来进行处理，函数没有返回

task是在excutor中执行，此处的spark-shell为Driver端，数据并没有被收集到Driver端，前面能返回数据都是因为executor的数据被收集到Driver端，所以才能被显示，要想看到结果可以去executor的输出日志中看，如下

•  foreachPartition, 和foreach类似，只不过是以分区为单位，一个分区对应一个迭代器，应用外部传的函数，函数没有返回值，通常使用该方法将数据写入到外部存储系统中，一个分区获取一个连接，效果更高

若直接打印迭代器，并不会将数据迭代出来，打印的只是迭代器的引用地址，所以使用foreach（迭代器中的foreach）将之遍历出来

 2.Spark中的一些重要概念

 2.1 Application

　使用SparkSubmit提交的计算应用，一个Application中可以触发Action，触发一次Action产生一个Job，一个Application中可以有一到多个Job

　　Application是Driver在构建SparkContent的上下文的时候创建的，　就想申报员，现在要构建一个能完成任务的集群，需要申报的是这次需要多少个Executor，每个executor需要多少内存，以及所有executor可用的cpu数

 2.2 Job

　　Driver向Executor提交的作业，触发一次Acition形成一个完整的DAG，一个DAG对应一个Job，一个Job中有多个Stage，一个Stage中有多个Task

2.3 DAG

　　概念：有向无环图（即RDD有方向没有形成闭环，如下图），是对多个RDD转换过程和依赖关系的描述，触发Action就会形成一个完整的DAG，一个DAG对应一个Job

2.4 Stage

　　概念：任务执行阶段，Stage执行是有先后顺序的，先执行前的，在执行后面的，一个Stage对应一个TaskSet，一个TaskSet中的Task的数量取决于Stage中最后一个RDD分区的数量

2.5 Task

　　概念：Spark中任务最小的执行单元，Task分类两种，即ShuffleMapTask和ResultTask

Task其实就是类的实例，有属性（从哪里读取数据），有方法（如何计算），Task的数量决定决定并行度，同时也要考虑可用的cores

 2.6 TaskSet

　　保存同一种计算逻辑多个Task的集合，一个TaskSet中的Task计算逻辑都一样，计算的数据不一样