Scala、Spark SQL 常用方法

目录

数组常用方法

列表操作常用方法

Scala中常用的查看列表元素的方法有head、init、last、tail和take()。

合并两个列表还可以使用concat()方法。

集合操作常用方法

map()方法

foreach()方法

filter()方法

flatten()方法

groupBy()方法

​编辑

从内存中读取数据创建RDD

parallelize()方法

makeRDD()方法

map()方法

sortBy()方法

collect()方法

collect()方法有以下两种操作方式。

take(N)方法

使用filter()方法进行过滤

使用distinct()方法进行去重

Spark中的集合操作常用方法(转换操作)

cartesian()方法

使用键值对RDD的keys和values方法

使用键值对RDD的reduceByKey()方法

[1. parallelize()](#1. parallelize())

[​​​​​​​2. makeRDD()](#2. makeRDD())

从外部存储系统中读取数据创建RDD

使用map()方法转换数据

使用sortBy()方法进行排序

​​​​​​​使用collect()方法查询数据

[​编辑 使用flatMap()方法转换数据](#编辑 使用flatMap()方法转换数据)

使用take()方法查询某几个值

使用union()方法合并多个RDD

​​​​​​​使用filter()方法进行过滤

使用distinct()方法进行去重

使用简单的集合操作

intersection()方法

subtract()方法

cartesian()方法

创建键值对RDD

使用键值对RDD的keys和values方法

​编辑使用键值对RDD的reduceByKey()方法

使用键值对RDD的groupByKey()方法

​​​​​​​使用join()方法连接两个RDD

[(1)join()方法](#(1)join()方法)

[(2)rightOuterJoin()方法](#(2)rightOuterJoin()方法)

[(3)leftOuterJoin()方法](#(3)leftOuterJoin()方法)

(4)fullOuterJoin()方法

查看DataFrame数据

[1. printSchema:输出数据模式](#1. printSchema:输出数据模式)

[2. show():查看数据](#2. show():查看数据)

show(numRows:Int)查看前n行记录

[​编辑 3.first()/head()/take()/takeAsList():获取若干条记录](#编辑 3.first()/head()/take()/takeAsList():获取若干条记录)

4.collect()/collectAsList():获取所有数据

将DataFrame注册成为临时表,然后通过SQL语句进行查询

直接在DataFrame对象上进行查询,DataFrame提供了很多查询的方法

​​​​​​​1.where()/filter()方法

(1)where()方法

(2)filter()方法

​编辑2.select()/selectExpr()/col()/apply()方法


数组常用方法

|-------------|--------------------|
| 方法 | 描述 |
| length | 返回数组的长度 |
| head | 查看数组的第一个元素 |
| tail | 查看数组中除了第一个元素外的其他元素 |
| isEmpty | 判断数组是否为空 |
| contains(x) | 判断数组是否包含元素x |

数组是Scala中常用的一种数据结构,数组是一种存储了相同类型元素的固定大小的顺序集合。Scala定义一个数组的语法格式如下。

#1种方式

vararr***: Array[String] = new Array[String](num)***

#2种方式

vararr:Array***[String] = Array(元素1,元素2,...)***

Scala可以使用range()方法创建区间数组。

使用range()方法前同样需要先通过命令"import Array._"导入包。

列表操作常用方法

|---------------------------------------|-----------------|
| 方法 | 描述 |
| def head: A | 获取列表的第一个元素 |
| def init:List[A] | 返回所有元素,除了最后一个元素 |
| def last:A | 获取列表的最后一个元素 |
| def tail:List[A] | 返回所有元素,除了第一个元素 |
| def :::(prefix: List[A]): List[A] | 在列表开头添加指定列表的元素 |
| def take(n: Int): List[A] | 获取列表前n个元素 |
| def contains(elem: Any): Boolean | 判断列表是否包含指定元素 |

Scala中常用的查看列表元素的方法有head、init、last、tail和take()。

•head:查看列表的第一个元素。

•tail:查看第一个元素之后的其余元素。

•last:查看列表的最后一个元素。

•Init:查看除最后一个元素外的所有元素。

•take():查看列表前n个元素。

合并两个列表还可以使用concat()方法。

用户可以使用contains()方法判断列表中是否包含某个元素,若列表中存在指定的元素则返回true,否则返回false。

Scala Set(集合)是没有重复的对象集合,所有的元素都是唯一的。

集合操作常用方法

|----------------------------------|---------------|
| 方法 | 描述 |
| def head: A | 获取集合的第一个元素 |
| def init:Set[A] | 返回所有元素,除了最后一个 |
| def last:A | 获取集合的最后一个元素 |
| def tail:Set[A] | 返回所有元素,除了第一个 |
| def ++(elems: A): Set[A] | 合并两个集合 |
| def take(n: Int): List[A] | 获取列表前n个元素 |
| def contains(elem: Any): Boolean | 判断集合中是否包含指定元素 |

Scala合并两个列表时使用的是:::()或concat()方法,而合并两个集合使用的是++()方法。

**map()**方法

可通过一个函数重新计算列表中的所有元素,并且返回一个包含相同数目元素的新列表。

**foreach()**方法

和map()方法类似,但是foreach()方法没有返回值,只用于对参数的结果进行输出。

**filter()**方法

可以移除传入函数的返回值为false的元素。

**flatten()**方法

可以将嵌套的结构展开,即flatten()方法可以将一个二维的列表展开成一个一维的列表。

flatMap**()**方法

结合了map()方法和flatten()方法的功能,接收一个可以处理嵌套列表的函数,再对返回结果进行连接。

groupBy**()**方法

可对集合中的元素进行分组操作,返回的结果是一个映射。

groupBy()方法

从原始数据中抽取4条数据,并存放至列表phone中,使用groupBy()方法根据归属地对列表中的元素进行分组。

从内存中读取数据创建RDD

parallelize()方法

有两个输入参数,说明如下。

•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。

•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。

makeRDD()方法

有两种使用方式。

•第一种方式的使用与parallelize()方法一致;

•第二种方式是通过接收一个是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Seq[(T,Seq[String])]的顺序存放到各个分区中,一个Seq[String]对应存放至一个分区,并为数据提供位置信息,通过preferredLocations()方法可以根据位置信息查看每一个分区的值。调用makeRDD()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。

map()方法

是一种基础的RDD转换操作,可以对RDD中的每一个数据元素通过某种函数进行转换并返回新的RDD。

map()方法是转换操作,不会立即进行计算。

转换操作是创建RDD的第二种方法,通过转换已有RDD生成新的RDD。因为RDD是一个不可变的集合,所以如果对RDD数据进行了某种转换,那么会生成一个新的RDD。

sortBy()方法

用于对标准RDD进行排序,有3个可输入参数,说明如下。

•第1个参数是一个函数f:(T) => K,左边是要被排序对象中的每一个元素,右边返回的值是元素中要进行排序的值。

•第2个参数是ascending,决定排序后RDD中的元素是升序的还是降序的,默认是true,即升序排序,如果需要降序排序那么需要将参数的值设置为false。

•第3个参数是numPartitions,决定排序后的RDD的分区个数,默认排序后的分区个数和排序之前的分区个数相等,即this.partitions.size。

第一个参数是必须输入的,而后面的两个参数可以不输入。

collect()方法

是一种行动操作,可以将RDD中所有元素转换成数组并返回到Driver端,适用于返回处理后的少量数据。

因为需要从集群各个节点收集数据到本地,经过网络传输,并且加载到Driver内存中,所以如果数据量比较大,会给网络传输造成很大的压力。

因此,数据量较大时,尽量不使用collect()方法,否则可能导致Driver端出现内存溢出问题。

collect()方法有以下两种操作方式。

•collect:直接调用collect返回该RDD中的所有元素,返回类型是一个Array[T]数组。

•collect[U: ClassTag](f: PartialFunction[T, U]):RDD[U]。这种方式需要提供一个标准的偏函数,将元素保存至一个RDD中。首先定义一个函数one,用于将collect方法得到的数组中数值为1的值替换为"one",将其他值替换为"other"。

take(N)方法

用于获取RDD的前N个元素,返回数据为数组。

take()与collect()方法的原理相似,collect()方法用于获取全部数据,take()方法获取指定个数的数据。

获取RDD的前5个元素

使用****union()方法合并多个RDD

union()方法是一种转换操作,用于将两个RDD合并成一个,不进行去重操作,而且两个RDD中每个元素中的值的个数、数据类型需要保持一致。

使用union()方法合并两个RDD

**使用****filter()**方法进行过滤

filter()方法是一种转换操作,用于过滤RDD中的元素。

filter()方法需要一个参数,这个参数是一个用于过滤的函数,该函数的返回值为Boolean类型。

filter()方法将返回值为true的元素保留,将返回值为false的元素过滤掉,最后返回一个存储符合过滤条件的所有元素的新RDD。

创建一个RDD,并且过滤掉每个元组第二个值小于等于1的元素。

**使用****distinct()**方法进行去重

distinct()方法是一种转换操作,用于RDD的数据去重,去除两个完全相同的元素,没有参数。

创建一个带有重复数据的RDD,并使用distinct()方法去重。

Spark中的集合操作常用方法(转换操作)

**intersection()**方法

intersection()方法用于求出两个RDD的共同元素,即找出两个RDD的交集,参数是另一个RDD,先后顺序与结果无关。

创建两个RDD,其中有相同的元素,通过intersection()方法求出两个RDD的交集。

**subtract()**方法

subtract()方法用于将前一个RDD中在后一个RDD出现的元素删除,可以认为是求补集的操作,返回值为前一个RDD去除与后一个RDD相同元素后的剩余值所组成的新的RDD。两个RDD的顺序会影响结果。

创建两个RDD,分别为rdd1和rdd2,包含相同元素和不同元素,通过subtract()方法求rdd1和rdd2彼此的补集。

**cartesian()**方法

cartesian()方法可将两个集合的元素两两组合成一组,即求笛卡儿积。

创建两个RDD,分别有4个元素,通过cartesian()方法求两个RDD的笛卡儿积。

使用键值对RDDkeysvalues方法

键值对 RDD ,包含键和值两个部分。
Spark提供了两种方法,分别获取键值对RDD 的键和值。
• keys 方法返回一个仅包含键的 RDD 。
• values 方法返回一个仅包含值的 RDD 。

**使用键值对RDDreduceByKey()**方法

当数据集以键值对形式展现时,合并统计键相同的值是很常用的操作。

reduceByKey()方法用于合并具有相同键的值,作用对象是键值对,并且只对每个键的值进行处理,当RDD中有多个键相同的键值对时,则会对每个键对应的值进行处理。

reduceByKey()方法需要接收一个输入函数,键值对RDD相同键的值会根据函数进行合并并且创建一个新的RDD作为返回结果。

在进行处理时,reduceByKey()方法将相同键的前两个值传给输入函数,产生一个新的返回值,新产生的返回值与RDD中相同键的下一个值组成两个元素,再传给输入函数,直到最后每个键只有一个对应的值为止。reduceByKey()方法不是一种行动操作,而是一种转换操作。

**使用键值对RDDgroupByKey()**方法

groupByKey()方法用于对具有相同键的值进行分组,可以对同一组的数据进行计数、求和等操作。

对于一个由类型K的键和类型V的值组成的RDD,通过groupByKey()方法得到的RDD类型是[K,Iterable[V]]。

1. parallelize()

parallelize()方法有两个输入参数,说明如下。
• 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。
• 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。

​​​​​​​​​​​​​​2**.makeRDD()**

makeRDD()方法有两种使用方式。
• 第一种方式的使用与 parallelize() 方法一致;
• 第二种方式是通过接收一个是 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Seq[(T,Seq[String])]的顺序存放到各个分区中,一个Seq[String]对应存放至一个分区,并为数据提供位置信息,通过preferredLocations()方法可以根据位置信息查看每一个分区的值。调用makeRDD()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。

从外部存储系统中读取数据创建****RDD

从外部存储系统中读取数据创建RDD是指直接读取存放在文件系统中的数据文件创建RDD。

从内存中读取数据创建RDD的方法常用于测试,从外部存储系统中读取数据创建RDD才是用于实践操作的常用方法。

从外部存储系统中读取数据创建RDD可以有很多种数据来源,可通过SparkContext对象的textFile()方法读取数据集,该方法支持多种类型的数据集,如目录、文本文件、压缩文件和通配符匹配的文件等,并且允许设定分区个数。

**使用****map()**方法转换数据

map()方法是一种基础的RDD转换操作,可以对RDD中的每一个数据元素通过某种函数进行转换并返回新的RDD。

map()方法是转换操作,不会立即进行计算。

转换操作是创建RDD的第二种方法,通过转换已有RDD生成新的RDD。因为RDD是一个不可变的集合,所以如果对RDD数据进行了某种转换,那么会生成一个新的RDD。

**使用sortBy()**方法进行排序

sortBy()方法用于对标准RDD进行排序,有3个可输入参数,说明如下。
• 第 1 个参数是一个函数 f:(T) => K ,左边是要被排序对象中的每一个元素,右边返回的值是元素中要进行排序的值。
• 第 2 个参数是 ascending ,决定排序后 RDD 中的元素是升序的还是降序的,默认是 true ,即升序排序,如果需要降序排序那么需要将参数的值设置为 false 。
• 第 3 个参数是 numPartitions ,决定排序后的 RDD 的分区个数,默认排序后的分区个数和排序之前的分区个数相等,即 this.partitions.size 。

第一个参数是必须输入的,而后面的两个参数可以不输入。

**​​​​​​​使用****collect()**方法查询数据

collect()方法是一种行动操作,可以将RDD中所有元素转换成数组并返回到Driver端,适用于返回处理后的少量数据。

因为需要从集群各个节点收集数据到本地,经过网络传输,并且加载到Driver内存中,所以如果数据量比较大,会给网络传输造成很大的压力。

因此,数据量较大时,尽量不使用collect()方法,否则可能导致Driver端出现内存溢出问题。​​​​​​​

collect()方法有以下两种操作方式。
• collect :直接调用 collect 返回该 RDD 中的所有元素,返回类型是一个 Array[T] 数组。
• collect[U: ClassTag ](f: PartialFunction [T, U]) : RDD [U] 。这种方式需要提供一个标准的偏函数,将元素保存至一个 RDD 中。首先定义一个函数 one ,用于将 collect 方法得到的数组中数值为 1 的值替换为" one" ,将其他值替换为" other" 。

**使用flatMap()**方法转换数据

flatMap()方法将函数参数应用于RDD之中的每一个元素,将返回的迭代器(如数组、列表等)中的所有元素构成新的RDD。

使用flatMap()方法时先进行map(映射)再进行flat(扁平化)操作,数据会先经过跟map一样的操作,为每一条输入返回一个迭代器(可迭代的数据类型),然后将所得到的不同级别的迭代器中的元素全部当成同级别的元素,返回一个元素级别全部相同的RDD。

这个转换操作通常用来切分单词。

使用****take()方法查询某几个值

take(N)方法用于获取RDD的前N个元素,返回数据为数组。

take()与collect()方法的原理相似,collect()方法用于获取全部数据,take()方法获取指定个数的数据。

获取RDD的前5个元素

使用****union()方法合并多个RDD

union()方法是一种转换操作,用于将两个RDD合并成一个,不进行去重操作,而且两个RDD中每个元素中的值的个数、数据类型需要保持一致。

使用union()方法合并两个RDD

**​​​​​​​使用****filter()**方法进行过滤

filter()方法是一种转换操作,用于过滤RDD中的元素。

filter()方法需要一个参数,这个参数是一个用于过滤的函数,该函数的返回值为Boolean类型。

filter()方法将返回值为true的元素保留,将返回值为false的元素过滤掉,最后返回一个存储符合过滤条件的所有元素的新RDD。

创建一个RDD,并且过滤掉每个元组第二个值小于等于1的元素。

**使用****distinct()**方法进行去重

distinct()方法是一种转换操作,用于RDD的数据去重,去除两个完全相同的元素,没有参数。

创建一个带有重复数据的RDD,并使用distinct()方法去重。

使用简单的集合操作

Spark中的集合操作常用方法(转换操作)

**intersection()**方法

intersection()方法用于求出两个RDD的共同元素,即找出两个RDD的交集,参数是另一个RDD,先后顺序与结果无关。

创建两个RDD,其中有相同的元素,通过intersection()方法求出两个RDD的交集。

**subtract()**方法

subtract()方法用于将前一个RDD中在后一个RDD出现的元素删除,可以认为是求补集的操作,返回值为前一个RDD去除与后一个RDD相同元素后的剩余值所组成的新的RDD。两个RDD的顺序会影响结果。

创建两个RDD,分别为rdd1和rdd2,包含相同元素和不同元素,通过subtract()方法求rdd1和rdd2彼此的补集。

**cartesian()**方法

cartesian()方法可将两个集合的元素两两组合成一组,即求笛卡儿积。

创建两个RDD,分别有4个元素,通过cartesian()方法求两个RDD的笛卡儿积。

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创建键值对****RDD

有很多种创建键值对RDD的方式,很多存储键值对的数据格式会在读取时直接返回由其键值对组成的PairRDD。

当需要将一个普通的RDD转化为一个PairRDD时可以使用map函数来进行操作,传递的函数需要返回键值对。

使用键值对RDDkeysvalues方法

键值对RDD,包含键和值两个部分。

Spark提供了两种方法,分别获取键值对RDD的键和值。
• keys 方法返回一个仅包含键的 RDD 。
• values 方法返回一个仅包含值的 RDD 。

**使用键值对RDDreduceByKey()**方法

当数据集以键值对形式展现时,合并统计键相同的值是很常用的操作。

reduceByKey()方法用于合并具有相同键的值,作用对象是键值对,并且只对每个键的值进行处理,当RDD中有多个键相同的键值对时,则会对每个键对应的值进行处理。

reduceByKey()方法需要接收一个输入函数,键值对RDD相同键的值会根据函数进行合并并且创建一个新的RDD作为返回结果。

当数据集以键值对形式展现时,合并统计键相同的值是很常用的操作。

reduceByKey()方法用于合并具有相同键的值,作用对象是键值对,并且只对每个键的值进行处理,当RDD中有多个键相同的键值对时,则会对每个键对应的值进行处理。

reduceByKey()方法需要接收一个输入函数,键值对RDD相同键的值会根据函数进行合并并且创建一个新的RDD作为返回结果。

**使用键值对RDDgroupByKey()**方法

groupByKey()方法用于对具有相同键的值进行分组,可以对同一组的数据进行计数、求和等操作。

对于一个由类型K的键和类型V的值组成的RDD,通过groupByKey()方法得到的RDD类型是[K,Iterable[V]]。

​​​​​​​使用****join()方法连接两个RDD

将有键的一组数据与另一组有键的数据根据键进行连接,是对键值对数据常用的操作之一。

与合并不同,连接会对键相同的值进行合并,连接方式多种多样,包含内连接、右外连接、左外连接、全外连接,不同的连接方式需要使用不同的连接方法。

连接方法如下表。

(1**)****join()**方法

join()方法用于根据键对两个RDD进行内连接,将两个RDD中键相同的数据的值存放在一个元组中,最后只返回两个RDD中都存在的键的连接结果。

例如,在两个RDD中分别有键值对(K,V)和(K,W),通过join()方法连接会返回(K,(V,W))。

创建两个RDD,含有相同键和不同的键,通过join()方法进行内连接。

(2**)rightOuterJoin()**方法

rightOuterJoin()方法用于根据键对两个RDD进行右外连接,连接结果是右边RDD的所有键的连接结果,不管这些键在左边RDD中是否存在。

在rightOuterJoin()方法中,如果在左边RDD中有对应的键,那么连接结果中值显示为Some类型值;如果没有,那么显示为None值。

( 3 **)leftOuterJoin()**方法

leftOuterJoin()方法用于根据键对两个RDD进行左外连接,与rightOuterJoin()方法相反,返回结果保留左边RDD的所有键。

**(4)fullOuterJoin()**方法

fullOuterJoin()方法用于对两个RDD进行全外连接,保留两个RDD中所有键的连接结果。

查看DataFrame数据

查看及获取数据的常用函数或方法

|----------------------------|---------|
| 方法 | 描述 |
| printSchema | 打印数据模式 |
| show | 查看数据 |
| first/head/take/takeAsList | 获取若干行数据 |
| collect/collectAsList | 获取所有数据 |

将movies.dat电影数据上传至HDFS中,加载数据为RDD并将其转换为DataFrame.

1.printSchema:输出数据模式

printSchema函数查看数据模式,打印出列的名称和类型​​​​​​​

2.show()****:查看数据

show()方法与show(true)方法一样,只显示前20条记录并且最多只显示20个字符

若是要显示所有字符,需要使用show(false)方法

​​​​​​​

show(numRows:Int)查看前n行记录

3**.first()/head()/take()/takeAsList():获取若干条记录**

​​​​​​​

4**.collect()/collectAsList():获取所有数据**

collect方法可以将DataFrame中的所有数据都获取到,并返回一个数组。

collectAsList方法可以获取所有数据,返回一个列表。

将DataFrame注册成为临时表,然后通过SQL语句进行查询

直接在DataFrame对象上进行查询,DataFrame提供了很多查询的方法

1**.****where()/filter()**方法

(1)where()方法

DataFrame可以使用where(conditionExpr: String)根据指定条件进行查询

参数中可以使用and或or

该方法的返回结果仍然为DataFrame类型

(2)filter()方法

DataFrame还可使用filter筛选符合条件的数据

2**.****select()/selectExpr()/col()/apply()**方法

(1)select()方法:获取指定字段值

select方法根据传入的string类型字段名,获取指定字段的值,以DataFrame类型返回

(2)selectExpr()方法:对指定字段进行特殊处理

selectExpr:对指定字段进行特殊处理,可以对指定字段调用UDF函数或者指定别名。

selectExpr传入String类型的参数,返回DataFrame对象。

(3)col()/apply()方法

col或者apply也可以获取DataFrame指定字段

col或者apply只能获取一个字段,并且返回对象为Column类型

​​​​​​​

首先简述了Spark SQL的基本概念,并且讲解了如何配置Spark SQL以及Spark SQL与Shell交互。

接着详细介绍了Spark SQL的核心抽象编程模型DataFrame及其基础操作,包括创建DataFrame对象、DataFrame的查询操作和输出操作。

最后使用Spark SQL对房屋售价数据进行探索分析,以此加深读者对Spark SQL的理解及操作。

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