Apache Spark 是一个开源的分布式计算系统,提供了高效的大规模数据处理能力。下面我将对 Spark 的核心源码结构进行解析。
核心架构
Spark 的主要代码模块包括:
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Core (核心模块)
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包含 Spark 的基本功能,如任务调度、内存管理、错误恢复等
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最重要的类是
SparkContext
,它是 Spark 功能的入口点
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SQL
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提供结构化数据处理功能
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包含 DataFrame 和 Dataset API 的实现
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Streaming
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实时流处理功能
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基于微批处理模型
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MLlib
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机器学习库
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包含常见的机器学习算法
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GraphX
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图计算库
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提供图处理功能
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核心类解析
1. SparkContext
SparkContext
是 Spark 功能的入口点,位于 org.apache.spark
包中。主要功能包括:
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连接到 Spark 集群
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创建 RDDs (弹性分布式数据集)
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广播变量
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累加器
class SparkContext(config: SparkConf) extends Logging {
// 初始化各种组件
private var _conf: SparkConf = _
private var _env: SparkEnv = _
private var _schedulerBackend: SchedulerBackend = _
private var _taskScheduler: TaskScheduler = _
private var _dagScheduler: DAGScheduler = _
// ... 其他重要字段和方法
}
2. RDD (弹性分布式数据集)
RDD 是 Spark 的核心抽象,位于 org.apache.spark.rdd
包中。关键特性:
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不可变
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分区
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容错
abstract class RDD[T: ClassTag](
@transient private var _sc: SparkContext,
@transient private var deps: Seq[Dependency[_]]
) extends Serializable with Logging {
// 必须由子类实现的抽象方法
def compute(split: Partition, context: TaskContext): Iterator[T]
protected def getPartitions: Array[Partition]
// 常用转换操作
def map[U: ClassTag](f: T => U): RDD[U] = new MapPartitionsRDD[U, T](this, ...)
def filter(f: T => Boolean): RDD[T] = new MapPartitionsRDD[T, T](this, ...)
// ... 其他方法
}
3. DAGScheduler
负责将作业分解为多个阶段(stage),位于 org.apache.spark.scheduler
包中。
private[spark] class DAGScheduler(
private[scheduler] val sc: SparkContext,
private[scheduler] val taskScheduler: TaskScheduler,
// ... 其他参数
) extends Logging {
def submitJob[T, U](
rdd: RDD[T],
func: (TaskContext, Iterator[T]) => U,
// ... 其他参数
): JobWaiter[U] = {
// 提交作业逻辑
}
// ... 其他重要方法
}
执行流程
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用户程序 创建
SparkContext
和 RDDs -
DAGScheduler将 RDD 操作转换为有向无环图(DAG)
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TaskScheduler将任务分发给集群执行
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Worker节点执行任务并将结果返回
关键设计模式
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惰性求值:转换操作(如map、filter)不会立即执行,只有在遇到行动操作(如collect、count)时才触发计算
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血统(Lineage):RDD 通过记录其血统信息来实现容错
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内存缓存:RDD 可以被缓存到内存中以加速重复访问
如何阅读源码
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从
SparkContext
开始,了解初始化过程 -
研究 RDD 的转换和行动操作
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跟踪一个简单作业(如
sc.parallelize(1 to 10).map(_ * 2).collect()
)的执行路径 -
了解调度器和执行器的交互
Spark 源码规模庞大,建议从核心模块开始,逐步扩展到其他组件。