Spark

一、Spark 框架概述

1.1 spark是什么

Apache Spark 是用于 大规模数据 （ large-scala data ）处理的 统一（ unified ）分析引擎 。

Spark 借鉴了 MapReduce 思想发展而来，保留了其分布式并行计算的优点并改进了其明显的缺陷。让中间数据存储在内存中提高了运行速度、并提供丰富的操作数据的API提高了开发速度。
Spark的适用面非常广泛，所以，被称之为统一的（适用面广）的分析引擎（数据处理）

1.2 spark VS Hadoop

尽管Spark相对于Hadoop而言具有较大优势，但Spark并不能完全替代Hadoop

在计算层面，Spark相比较MR（MapReduce）有巨大的性能优势，但至今仍有许多计算工具基于MR构架，比如非常成熟的Hive
Spark仅做计算，而Hadoop生态圈不仅有计算（MR）也有存储（HDFS）和资源管理调度（YARN），HDFS和YARN仍是许多大数据体系的核心架构

Hadoop的基于进程的计算和Spark基于线程方式优缺点？
Hadoop中的MR中每个map/reduce task都是一个java进程方式运行，好处在于进程之间是互相独立的，每个task独享进程资源，没有互相干扰，监控方便，但是问题在于task之间不方便共享数据，执行效率比较低。比如多个map task读取不同数据源文件需要将数据源加载到每个map task中，造成重复加载和浪费内存。而基于线程的方式计算是为了数据共享和提高执行效率，Spark采用了线程的最小的执行单位，但缺点是线程之间会有资源竞争。

1.3 Spark四大特点

速度快：其在内存中的运算速度要比Hadoop的MapReduce快100倍，在硬盘中要快10倍。
易于使用：支持了包括 Java、Scala、Python 、R和SQL语言在内的多种语
通用性强：在 Spark 的基础上，Spark 还提供了包括Spark SQL、Spark Streaming、MLib 及GraphX在内的多个工具库，我们可以在一个应用中无缝地使用这些工具库
运行方式：Spark 支持多种运行方式，包括在 Hadoop 和 Mesos 上，也支持 Standalone的独立运行模式，同时也可以运行在云Kubernetes（Spark2.3开始支持）上。

1.4 Spark框架模块

1.5 Spark的运行模式

① local 本地模式(单机)

本地模式就是以一个独立的进程，通过其内部的多个线程来模拟整个Spark运行时环境

② standalone 独立集群模式

Spark中的各个角色以独立进程的形式存在，并组成Spark集群环境

③ standalone-HA 高可用模式

生产环境使用

基于 standalone 模式，使用 zk 搭建高可用，避免 Master 是有单点故障的。

④ on yarn 集群模式
Spark中的各个角色 运行在 YARN 的容器内部 ，并组成Spark集群环境

生产环境使用

好处：计算资源按需伸缩，集群利用率高，共享底层存储，避免数据跨集群迁移。

⑤ on mesos 集群模式

国内使用较少

运行在 mesos 资源管理器框架之上，由 mesos 负责资源管理，Spark 负责任务调度和计算。

⑥ on cloud 集群模式

中小公司未来会更多的使用云服务

比如 AWS 的 EC2，使用这个模式能很方便的访问 Amazon 的 S3。

1.6 架构角色

1.6.1YARN角色回顾

YARN 主要有 4 类角色，从 2 个层面去看：
资源管理层面
集群资源管理者（ Master ）： ResourceManager
单机资源管理者（ Worker ）： NodeManager
任务计算层面
单任务管理者（ Master ）： ApplicationMaster
单任务执行者（ Worker ）： Task （容器内计算框架的工作角色）

1.6.2 spark运行角色

Master：集群资源管理（类同ResourceManager）

Worker：单机资源管理（类同NodeManager）

Driver：单任务管理者（类同ApplicationMaster）

Executor：单任务执行者（类同YARN容器内的Task）

二、Spark环境搭建

2.1 课程服务器环境

本质：启动一个 JVM Process 进程 ( 一个进程里面有多个线程 ) ，执行任务 Task

Local模式可以限制模拟Spark集群环境的线程数量, 即Local $N$ 或 Local $\*$
其中N代表可以使用N****个线程，每个线程拥有一个cpu core。如果不指定N，则默认是1个线程该线程有1个core）。通常Cpu有几个Core，就指定几个线程，最大化利用计算能力.
如果是local $\*$ ，则代表 Run Spark locally with as many worker threads as logical cores on your machine.按照Cpu最多的Cores设置线程数

Local 下的角色分布：
资源管理：
Master：Local进程本身
Worker：Local进程本身
任务执行：
Driver：Local进程本身
Executor：不存在，没有独立的Executor角色, 由Local进程(也就是Driver)内的线程提供计算能力
Local模式只能运行一个Spark程序, 如果执行多个Spark程序, 那就是由多个相互独立的Local进程在执行

java 复制代码

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("MapExample")
                .setMaster("local[*]");
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 创建输入RDD
        JavaRDD<Integer> inputRDD = sc.parallelize(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
        System.out.println(inputRDD.getNumPartitions());

        // 应用map()操作将每个元素加倍
        JavaRDD<Integer> outputRDD = inputRDD.map(x -> x * 2);

        // 打印输出RDD的内容
        List<Integer> outputList = outputRDD.collect();
        for (Integer num : outputList) {
            System.out.println(num);
        }
        // 关闭SparkContext
        sc.close();
    }
}

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