Spark Core

以下是今天学习的知识点与代码测试：

Spark-Core编程（二）

RDD转换算子

RDD 根据数据处理方式的不同将算子整体上分为 Value 类型、双 Value 类型和 Key-Value 类型。

Value类型：

➢ 函数签名

def map $U: ClassTag$ (f: T => U): RDD $U$

➢ 函数说明

将处理的数据逐条进行映射转换，这里的转换可以是类型的转换，也可以是值的转换。

val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local $\*$ " ).setAppName("RDD_function" )
val sparkContext = new SparkContext(sparkConf)

val dataRDD: RDD $Int$ = sparkContext.makeRDD(List (1, 2, 3, 4))
val dataRDD1: RDD $Int$ = dataRDD.map(
num => {
num * 2
}
)
val dataRDD2: RDD $String$ = dataRDD1.map(
num => {
"" + num
}
)
sparkContext.stop()

代码测试：

mapPartitions

➢ 函数签名

def mapPartitions $U: ClassTag$ (

f: Iterator $T$ => Iterator $U$ ,

preservesPartitioning: Boolean = false): RDD $U$

➢ 函数说明

将待处理的数据以分区为单位发送到计算节点进行处理，这里的处理是指可以进行任意的处理，哪怕是过滤数据。

val dataRDD1: RDD $Int$ = dataRDD.mapPartitions(
datas => {
datas.filter(_==2)
}
)

map 和 mapPartitions 的区别：

➢ 数据处理角度

Map 算子是分区内一个数据一个数据的执行，类似于串行操作。而 mapPartitions 算子是以分区为单位进行批处理操作。

➢ 功能的角度

Map 算子主要目的将数据源中的数据进行转换和改变。但是不会减少或增多数据。MapPartitions 算子需要传递一个迭代器，返回一个迭代器，没有要求的元素的个数保持不变，所以可以增加或减少数据

➢ 性能的角度

Map 算子因为类似于串行操作，所以性能比较低，而是 mapPartitions 算子类似于批处理，所以性能较高。但是 mapPartitions 算子会长时间占用内存，那么这样会导致内存可能不够用，出现内存溢出的错误。所以在内存有限的情况下，不推荐使用。使用 map 操作。

mapPartitionsWithIndex

➢ 函数签名

def mapPartitionsWithIndex $U: ClassTag$ (

f: (Int, Iterator $T$ ) => Iterator $U$ ,

preservesPartitioning: Boolean = false): RDD $U$

➢ 函数说明

将待处理的数据以分区为单位发送到计算节点进行处理，这里的处理是指可以进行任意的处理，哪怕是过滤数据，在处理时同时可以获取当前分区索引。

flatMap

➢ 函数签名

def flatMap $U: ClassTag$ (f: T => TraversableOnce $U$ ): RDD $U$

➢ 函数说明

将处理的数据进行扁平化后再进行映射处理，所以算子也称之为扁平映射。

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
List (1,2),List (3,4)
),1)
val dataRDD1 = dataRDD.flatMap(
list => list
)

map和flatMap的区别：

map会将每一条输入数据映射为一个新对象。

flatMap包含两个操作：会将每一个输入对象输入映射为一个新集合，然后把这些新集合连成一个大集合。

glom

➢ 函数签名

def glom(): RDD $Array\[T$ ]

➢ 函数说明

将同一个分区的数据直接转换为相同类型的内存数组进行处理，分区不变

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4
),1)
val dataRDD1:RDD $Array\[Int$ ] = dataRDD.glom()

groupBy

➢ 函数签名

def groupBy $K$ (f: T => K)(implicit kt: ClassTag $K$ ): RDD $(K, Iterable\[T$ )]

➢ 函数说明

将数据根据指定的规则进行分组, 分区默认不变，但是数据会被打乱重新组合，我们将这样的操作称之为 shuffle。极限情况下，数据可能被分在同一个分区中。

一个组的数据在一个分区中，但是并不是说一个分区中只有一个组val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (1,2,3,4),1)
val dataRDD1 = dataRDD.groupBy(
_%2
)

filter

函数签名

def filter(f: T => Boolean): RDD $T$

函数说明

将数据根据指定的规则进行筛选过滤，符合规则的数据保留，不符合规则的数据丢弃。

当数据进行筛选过滤后，分区不变，但是分区内的数据可能不均衡，生产环境下，可能会出

现数据倾斜。

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4
),1)
val dataRDD1 = dataRDD.filter(_%2 == 0)

val dataRDD2 = dataRDD.filter(_%2 == 1)

sample

函数签名

def sample(

withReplacement: Boolean,

fraction: Double,

seed: Long = Utils.random.nextLong): RDD $T$

➢ 函数说明

根据指定的规则从数据集中抽取数据

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4
),1)

// 抽取数据不放回（伯努利算法）
// 伯努利算法：又叫 0 、 1 分布。例如扔硬币，要么正面，要么反面。
// 具体实现：根据种子和随机算法算出一个数和第二个参数设置几率比较，小于第二个参数要，大于不要
// 第一个参数：抽取的数据是否放回， false ：不放回
// 第二个参数：抽取的几率，范围在 $0,1$ 之间 ,0 ：全不取； 1 ：全取；
// 第三个参数：随机数种子

val dataRDD1 = dataRDD.sample(false , 0.5)

// 抽取数据放回（泊松算法）
// 第一个参数：抽取的数据是否放回， true ：放回； false ：不放回
// 第二个参数：重复数据的几率，范围大于等于 0. 表示每一个元素被期望抽取到的次数
// 第三个参数：随机数种子

val dataRDD2 = dataRDD.sample(true , 2)

Spark Core

Spark-Core编程（三）

Value类型：

distinct

➢ 函数签名

def distinct()(implicit ord: Ordering $T$ = null): RDD $T$

def distinct(numPartitions: Int)(implicit ord: Ordering $T$ = null): RDD $T$

➢ 函数说明

将数据集中重复的数据去重

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4,1,2
))
val dataRDD1 = dataRDD.distinct()
val dataRDD2 = dataRDD.distinct(2)

coalesce

➢ 函数签名

def coalesce(numPartitions: Int, shuffle: Boolean = false,

partitionCoalescer: Option $PartitionCoalescer$ = Option.empty)

(implicit ord: Ordering $T$ = null)

: RDD $T$

➢ 函数说明

根据数据量缩减分区，用于大数据集过滤后，提高小数据集的执行效率

当 spark 程序中，存在过多的小任务的时候，可以通过 coalesce 方法，收缩合并分区，减少分区的个数，减小任务调度成本

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4,1,2
),6)
val dataRDD1 = dataRDD.coalesce(2)

repartition

➢ 函数签名

def repartition(numPartitions: Int)(implicit ord: Ordering $T$ = null): RDD $T$

➢ 函数说明

该操作内部其实执行的是 coalesce 操作，参数 shuffle 的默认值为 true。无论是将分区数多的RDD 转换为分区数少的 RDD，还是将分区数少的 RDD 转换为分区数多的 RDD，repartition操作都可以完成，因为无论如何都会经 shuffle 过程。

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4,1,2
),2)
val dataRDD1 = dataRDD.repartition(4)

sortBy

➢ 函数签名

def sortBy $K$ (

f: (T) => K,

ascending: Boolean = true,

numPartitions: Int = this.partitions.length)

(implicit ord: Ordering $K$ , ctag: ClassTag $K$ ): RDD $T$

➢ 函数说明

该操作用于排序数据。在排序之前，可以将数据通过 f 函数进行处理，之后按照 f 函数处理的结果进行排序，默认为升序排列。排序后新产生的 RDD 的分区数与原 RDD 的分区数一致。中间存在 shuffle 的过程。

val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List (
1,2,3,4,1,2
),2)
val dataRDD1 = dataRDD.sortBy(num=>num, false , 4)
val dataRDD2 = dataRDD.sortBy(num=>num, true , 4)

双Value类型：

intersection

➢ 函数签名

def intersection(other: RDD $T$ ): RDD $T$

➢ 函数说明

对源 RDD 和参数 RDD 求交集后返回一个新的 RDD

val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List (1,2,3,4))
val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List (3,4,5,6))
val dataRDD = dataRDD1.intersection(dataRDD2)

union

➢ 函数签名

def union(other: RDD $T$ ): RDD $T$

➢ 函数说明

对源 RDD 和参数 RDD 求并集后返回一个新的 RDD（重复数据不会去重）

val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List (1,2,3,4))
val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List (3,4,5,6))
val dataRDD = dataRDD1.union(dataRDD2)

subtract

➢ 函数签名

def subtract(other: RDD $T$ ): RDD $T$

➢ 函数说明

以源 RDD 元素为主，去除两个 RDD 中重复元素，将源RDD的其他元素保留下来。（求差集）

val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List (1,2,3,4))
val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List (3,4,5,6))
val dataRDD = dataRDD1.subtract(dataRDD2)

➢ 函数签名

def zip $U: ClassTag$ (other: RDD $U$ ): RDD $(T, U)$

➢ 函数说明

将两个 RDD 中的元素，以键值对的形式进行合并。其中，键值对中的 Key 为第 1 个 RDD

中的元素，Value 为第 2 个 RDD 中的相同位置的元素。

val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List ("a" ,"b" ,"c" ,"d" ))
val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List (1,2,3,4))
val dataRDD = dataRDD1.zip(dataRDD2)

Spark Core

Spark-Core编程（四）

Key-Value类型：

partitionBy

➢ 函数签名

def partitionBy(partitioner: Partitioner): RDD $(K, V)$

➢ 函数说明

将数据按照指定 Partitioner 重新进行分区。Spark 默认的分区器是 HashPartitioner

val rdd: RDD $(Int, String)$ =
sc.makeRDD(Array ((1,"aaa" ),(2,"bbb" ),(3,"ccc" )),3)

val rdd2: RDD $(Int, String)$ =
rdd.partitionBy(new HashPartitioner(2))

groupByKey

➢ 函数签名

def groupByKey(): RDD $(K, Iterable\[V$ )]

def groupByKey(numPartitions: Int): RDD $(K, Iterable\[V$ )]

def groupByKey(partitioner: Partitioner): RDD $(K, Iterable\[V$ )]

➢ 函数说明

将数据源的数据根据 key 对 value 进行分组

val dataRDD1 =
sc.makeRDD(List (("a" ,1),("b" ,2),("c" ,3),("a" ,4)))
val dataRDD2 = dataRDD1.groupByKey()
val dataRDD3 = dataRDD1.groupByKey(2)
val dataRDD4 = dataRDD1.groupByKey(new HashPartitioner(2))

reduceByKey

➢ 函数签名

def reduceByKey(func: (V, V) => V): RDD $(K, V)$

def reduceByKey(func: (V, V) => V, numPartitions: Int): RDD $(K, V)$

➢ 函数说明

可以将数据按照相同的 Key 对 Value 进行聚合

val dataRDD1 = sc.makeRDD(List (("a" ,1),("b" ,2),("c" ,3),("a" ,4)))
val dataRDD2 = dataRDD1.reduceByKey(+)
val dataRDD3 = dataRDD1.reduceByKey(+, 2)

reduceByKey 和 groupByKey 的区别：

从 shuffle 的角度：reduceByKey 和 groupByKey 都存在 shuffle 的操作，但是 reduceByKey可以在 shuffle 前对分区内相同 key 的数据进行预聚合（combine）功能，这样会减少落盘的数据量，而 groupByKey 只是进行分组，不存在数据量减少的问题，reduceByKey 性能比较高。

从功能的角度：reduceByKey 其实包含分组和聚合的功能。GroupByKey 只能分组，不能聚

合，所以在分组聚合的场合下，推荐使用 reduceByKey，如果仅仅是分组而不需要聚合。那

么还是只能使用 groupByKey

aggregateByKey

➢ 函数签名

def aggregateByKey $U: ClassTag$ (zeroValue: U)(seqOp: (U, V) => U,

combOp: (U, U) => U): RDD $(K, U)$

➢ 函数说明

将数据根据不同的规则进行分区内计算和分区间计算val dataRDD1 =
sc.makeRDD(List (("a" ,1),("b" ,2),("c" ,3),("a" ,4)))
val dataRDD2 =
dataRDD1.aggregateByKey(0)(+,+)

foldByKey

➢ 函数签名

def foldByKey(zeroValue: V)(func: (V, V) => V): RDD $(K, V)$

➢ 函数说明

当分区内计算规则和分区间计算规则相同时，aggregateByKey 就可以简化为 foldByKey

val dataRDD1 =
sc.makeRDD(List (("a" ,1),("b" ,2),("c" ,3),("a" ,4)))
val dataRDD2 = dataRDD1.foldByKey(0)(+)

combineByKey

➢ 函数签名

def combineByKey $C$ (

createCombiner: V => C,//将当前值作为参数进行附加操作并返回

mergeValue: (C, V) => C,// 在分区内部进行，将新元素V合并到第一步操作得到的C中

mergeCombiners: (C, C) => C): RDD $(K, C)$ //将第二步操作得到的C进行分区间计算

➢ 函数说明

最通用的对 key-value 型 rdd 进行聚集操作的聚集函数（aggregation function）。类似于

aggregate()，combineByKey()允许用户返回值的类型与输入不一致。

示例：现有数据 List(("a", 88), ("b", 95), ("a", 91), ("b", 93), ("a", 95), ("b", 98))，求每个key的总值及每个key对应键值对的个数

val list: List $(String, Int)$ = List (("a" , 88), ("b" , 95), ("a" , 91), ("b" , 93),("a" , 95), ("b" , 98))
val input: RDD $(String, Int)$ = sc.makeRDD(list, 2)
val combineRDD: RDD $(String, (Int, Int))$ = input.combineByKey(
(_, 1),//a=>(a,1)
(acc: (Int, Int), v) => (acc._1 + v, acc._2 + 1),// acc _1 为数据源的value，acc _2 为key出现的次数，二者进行分区内部的计算
(acc1: (Int, Int), acc2: (Int, Int)) => (acc1._1 + acc2._1, acc1._2 + acc2._2)// 将分区内部计算的结果进行分区间的汇总计算，得到每个key的总值以及每个key出现的次数
)

reduceByKey、foldByKey、aggregateByKey、combineByKey 的区别：

reduceByKey: 相同 key 的第一个数据不进行任何计算，分区内和分区间计算规则相同

FoldByKey: 每一个key 对应的数据和初始值进行分区内计算，分区内和分区间计算规则相

同

AggregateByKey：每一个 key 对应的数据和初始值进行分区内计算，分区内和分区间计算规则可以不相同

CombineByKey:当计算时，发现数据结构不满足要求时，可以让第一个数据转换结构。分区

内和分区间计算规则不相同。