Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念

花括號MC發表於2020-04-06

原創:花括號MC(微信公眾號:huakuohao-mc)。關注JAVA基礎程式設計及大資料,注重經驗分享及個人成長。

Spark整體介紹

Spark是一個快速的,多用途的計算系統。這是來自官網的自我介紹。一般敢自稱系統的都是有兩把刷子的,況且還是多用途的計算系統。Spark計算系統包含如下功能元件

Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念

Spark Core: Spark的核心功能模組。

Spark SQL: 用於處理結構化資料。

MLlib:用於機器學習。

GraphX:用於影像處理。

Spark Streaming:用於處理實時資料流。

包含如此多的功能,自稱多功能計算系統也是可以的。這篇文章幫大家梳理一下學習Spark Streaming過程中可能會讓你產生困惑的基本概念。

RDD

Spark CoreSpark的核心模組,這個模組提供了一個核心概念叫做RDD(resilient distributed dataset)。你可以簡單的把它理解成一個資料片段集合,你要處理的源資料檔案可以分解成很多個RDDSparkRDD提供了兩種型別的操作,一種是transformations,一種是 action

transformations:如果一個RDD經過某種操作之後,生成一個新的RDD,那麼這個操作就是transaction的。比如,map,flatMap,filter等。 action:對一個RDD進行計算操作,以生成某種結果,比如reducecount等操作。

注意:所有的transformations都是Lazy的,也就是說只有碰到action操作的時候才會執行前面的transformations操作。

DStream

Spark Streaming 是用來處理流式資料的,假設我們規定每隔一秒鐘(通過duration設定)取一次資料,那麼這段時間內積讚的資料就稱為一個batch,裡面的資料就用DStream表示。從編寫程式碼的角度來看,你可以把DStreamRDD同等對待,因為他們的運算元操作都是一樣的。但是他們的資料結構還是有著本質不同的,我們可以把DStream簡單的理解成是RDD加上了時間戳。如下圖

Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念

DAG

Spark 使用DAG 進行資料建模,DAG 被稱為有向無環圖,有向無環圖的定義是這樣的 "在圖論中,如果一個有向圖從任意頂點出發無法經過若干條邊回到該點,則這個圖是一個有向無環圖(DAG,directed acyclic graph)",我們通過一個簡單的例子來感受一下,Spark是如何使用DAG建模的。

下面的程式碼可以完成一段文字內容的各個單詞的數量統計。


var textFile = sc.textFile(args[1]);
var result = textFile.flatMap(line => line.split(" ")).map(word => (word, 1)).reduceByKey((a, b) => a + b);
result.saveAsTextFile(args[2]);

複製程式碼

上面這段程式碼可以用下面這個圖表示

Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念

這就是一個簡單的DAG模型,資料按照方向流動,再也回不到原點。Spark Streaming將這個DAG模型,不斷的應用到每一個Batch裡面的資料中。大家可以把DAG模型理解成類,它是資料處理的模版,而每個Batch裡面的資料就是不同的例項物件。

Job,Stage,Task

Spark應用程式啟動之後,我們會利用Spark提供的監控頁面來檢視程式的執行情況。在頁面上會看到JobStageTask等內容展示,如果不理解他們代表什麼意思,那麼Spark好心好意提供的監控頁面對我們來說就毫無意義。 下面給大家簡單說一下這些概念到底什麼意思,以及他們之間的關係。

先來看個圖

Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念

從圖中可以看出,一個Application被分解成多個Job,每個Job又分解成多個StageStage又會分解成多個Task,而Task是任務執行的最小單元,最終會被Executor執行。

Application:簡單的說就是我們寫的應用程式碼,啟動起來之後就是一個Application

Job:由Sparkaction運算元觸發。也就是每遇到一個action運算元就會觸發一個Job任務,這個時候就會執行前面的一系列transformations操作。

StageJob任務會繼續分解成StageStage是根據DAG的寬窄依賴來劃分,也就是RDD之間的依賴關係。從後往前,每遇到一個寬依賴就劃分為一個Stage

寬依賴(Shuffle/Wide Dependency):父RDD的分割槽和子RDD的分割槽是一對多或者多對多的關係。比如groupByKey,reduceByKey,join等操作

窄依賴(Narrow Dependency):父RDD的分割槽和子RDD的分割槽的關係是一對一或者多對一的關係,比如map,flatmap,filter等操作。

寬窄依賴的定義可以用如下圖,形象的展示。

Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念
拿文章開頭的單詞統計程式為例,Stage劃分情況應該是這樣的。

Spark Streaming精進之前必須瞭解的基本概念

taskStage包含很多Task,每個Task會執行Stage中包含的運算元。

以上就是Spark精進之路上必須瞭解的基本概念,希望對各位有幫助。


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