Linux CentOS安装PySpark3.5（单机版）详细教程及机器学习实战

一、安装须知

二、安装Spark

1、下载安装包

2、修改配置文件spark-env.sh

一、安装须知

前置依赖：

JDK 1.8

Hadoop 3.1.3

安装教程可见我的另一篇文章：Linux CentOS安装Hadoop3.1.3（单机版）详细教程

本教程将对以下软件进行安装：

Spark 3.5.2

py4j

二、安装Spark

1、下载安装包

进入下载地址

下载"spark-3.5.2-bin-without-hadoop.tgz"，然后上传到linux服务器上。

或者在服务器使用以下命令下载安装包：

wget https://archive.apache.org/dist/spark/spark-3.5.2/spark-3.5.2-bin-without-hadoop.tgz

将安装包解压：

tar -zxf spark-3.5.2-bin-without-hadoop.tgz -C /opt
mv /opt/spark-3.5.2-bin-without-hadoop/ /opt/spark

2、修改配置文件spark-env.sh

修改配置文件spark-env.sh，命令如下：

cd /opt/spark
cp ./conf/spark-env.sh.template ./conf/spark-env.sh

编辑spark-env.sh文件：

vim ./conf/spark-env.sh

设置SPARK_DIST_CLASSPATH环境变量并保存：

export SPARK_DIST_CLASSPATH=$(/opt/hadoop/bin/hadoop classpath)

通过执行 /opt/hadoop/bin/hadoop classpath 命令获取的 Hadoop 类路径（classpath）。

在 Hadoop 中，classpath 命令用于输出一个命令行，该命令行可以用来设置 Java 的类路径，以便 Hadoop 能够找到它需要的所有库和配置文件。这个命令行通常包含了 Hadoop 的 conf 目录、HDFS 的 data 目录以及 Hadoop 的 lib 目录中的所有 JAR 文件。

将 classpath 命令的输出设置为 SPARK_DIST_CLASSPATH 环境变量，有助于确保 Spark 能够正确地识别和访问 Hadoop 的依赖和配置。这样，Spark 就可以与 Hadoop 协同工作，利用 Hadoop 的文件系统和其他 Hadoop 相关的功能。

3、验证Spark是否安装成功

运行以下命令：

bin/run-example SparkPi

"bin/run-example SparkPi"是 Spark 的一个内置测试用例，用于演示如何使用 Spark 计算圆周率π的近似值。

输出结果为：

Pi is roughly 3.1426557132785664

使用 Spark Shell 编写代码：

bin/spark-shell

测试Scala，计算两数之和：

def add(a: Int, b: Int): Int = a + b
val result = add(5, 7)

退出Spark Shell：

:quit

三、安装py4j

py4j是一个 Python 和 Java 之间的桥接库，它允许 Python 代码调用 Java 代码，反之亦然。py4j 提供了丰富的 API，包括 Java 对象与 Python 对象的相互转换、网络通信、日志记录等。它被广泛用于在 Python 环境中集成 Java 库，尤其是在数据科学和机器学习中，因为它使得可以轻松地使用 Java 编写的库，如 Hadoop 和 Spark。

使用以下命令安装py4j：

pip install py4j

四、配置环境变量

在安装 Spark 时还需要配置一些环境变量，为了确保 Spark 能够正确地找到 Hadoop 和 Java 的相关文件，以及配置 Python 环境以支持 PySpark（Spark 的 Python API）。

①编辑~/.bashrc文件：

vim ~/.bashrc

②添加以下内容：

export PATH=$PATH:/opt/hadoop/bin:/opt/hadoop/sbin
export JAVA_HOME=/usr/java8  # 注意，这里写你的java安装目录
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
export HADOOP_HOME=/opt/hadoop
export SPARK_HOME=/opt/spark
export PYTHONPATH=$SPARK_HOME/python:$SPARK_HOME/python/lib/py4j-0.10.9.7-src.zip:$PYTHONPATH
export PYSPARK_PYTHON=python3
export PATH=$HADOOP_HOME/bin:$SPARK_HOME/bin:$PATH

其中，java目录可通过以下命令查看：

which java

③重新加载配置：

source ~/.bashrc

然后，不出意外的话，就可以运行PySpark了

五、基于PySpark的机器学习实战

以下内容基于我的另一篇文章：（四）PySpark3：Mlib机器学习实战-信用卡交易数据异常检测

不同的是，该篇文章使用Windows环境，从本地导入csv文件。本文在linux环境下运行，使用HDFS存储数据文件。

1、将数据文件上传HDFS

数据集"creditcard.csv"中的数据来自2013年9月由欧洲持卡人通过信用卡进行的交易。共284807行交易记录，其中数据文件中Class==1表示该条记录是欺诈行为，总共有 492 笔。输入数据中存在 28 个特征 V1，V2，......V28(通过PCA变换得到，不用知道其具体含义)，以及交易时间 Time 和交易金额 Amount。

百度云链接：https://pan.baidu.com/s/1_GLiEEqIZqXVG7M1lcnewg

提取码：abcd

目标：构建一个信用卡欺诈分析的分类器。通过以往的交易数据分析出每笔交易是否正常，是否存在盗刷风险。

将creditcard.csv文件下载后，传到linux服务器上。

创建data目录，存放数据文件：

hdfs dfs -mkdir -p /data

将数据文件上传到HDFS：

hdfs dfs -put creditcard.csv  /data

查看HDFS存储情况：

hdfs dfs -ls /data

2、创建代码文件

创建test.py文件：

vim test.py

将以下代码写入test.py文件：

python 复制代码

from pyspark.sql import SparkSession  
from pyspark.ml.feature import VectorAssembler  
from pyspark.ml.classification import LogisticRegression, DecisionTreeClassifier, RandomForestClassifier  
from pyspark.ml.evaluation import BinaryClassificationEvaluator  
 
#初始化SparkSession  
spark = SparkSession.builder.appName("CreditCardFraudDetection").getOrCreate()  

# 读取数据  
data = spark.read.csv("hdfs://localhost:9000/data/creditcard.csv", header=True, inferSchema=True)  
data = data.drop('Time', 'Amount').withColumnRenamed("Class","label")

# 组装特征向量  
vectorAssembler = VectorAssembler(inputCols=data.columns[:-1], outputCol="features")  
data_with_vector = vectorAssembler.transform(data)  
  
# 分离标签和特征  
label_column = "label"  
features_column = "features"  
data_with_vector = data_with_vector.select(features_column, label_column)  

# 划分训练集和测试集  
(train_data, test_data) = data_with_vector.randomSplit([0.7, 0.3], seed=0)  
  
# 计算少数类和多数类的数量  
fraud_count = train_data.filter(train_data[label_column] == 1).count()  
normal_count = train_data.filter(train_data[label_column] == 0).count()  
  
# 下采样多数类以匹配少数类数量  
downsampled_normal = train_data.filter(train_data[label_column] == 0).sample(False, fraud_count / normal_count)  
  
# 合并下采样后的多数类样本和原始的少数类样本  
balanced_train_data = downsampled_normal.union(train_data.filter(train_data[label_column] == 1))  

# 训练逻辑回归模型  
lr = LogisticRegression(labelCol=label_column)  
lr_model = lr.fit(balanced_train_data)  
lr_predictions = lr_model.transform(test_data)  
evaluator = BinaryClassificationEvaluator(rawPredictionCol="rawPrediction")
print('逻辑回归AUC分数：', evaluator.evaluate(lr_predictions))

# 训练决策树模型  
dt = DecisionTreeClassifier(labelCol=label_column)  
dt_model = dt.fit(balanced_train_data)  
dt_predictions = dt_model.transform(test_data)   
print('决策树AUC分数：', evaluator.evaluate(dt_predictions))

# 训练随机森林模型  
rf = RandomForestClassifier(labelCol=label_column)  
rf_model = rf.fit(balanced_train_data)  
rf_predictions = rf_model.transform(test_data)  
print('随机森林AUC分数：', evaluator.evaluate(rf_predictions))

spark.stop()

3、提交应用程序

spark-submit test.py

输出结果如下：