理解Spark的RDD

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2024-08-03 23:27:14 219人阅读

RDD是个抽象类，定义了诸如map()、reduce()等方法，但实际上继承RDD的派生类一般只要实现两个方法：

def getPartitions: Array[Partition]
def compute(thePart: Partition, context: TaskContext): NextIterator[T]

getPartitions()用来告知怎么将input分片；

compute()用来输出每个Partition的所有行（行是我给出的一种不准确的说法，应该是被函数处理的一个单元）；

以一个hdfs文件HadoopRDD为例：

  override def getPartitions: Array[Partition] = {
    val jobConf = getJobConf()
    // add the credentials here as this can be called before SparkContext initialized
    SparkHadoopUtil.get.addCredentials(jobConf)
    val inputFormat = getInputFormat(jobConf)
    if (inputFormat.isInstanceOf[Configurable]) {
      inputFormat.asInstanceOf[Configurable].setConf(jobConf)
    }
    val inputSplits = inputFormat.getSplits(jobConf, minPartitions)
    val array = new Array[Partition](inputSplits.size)
    for (i <- 0 until inputSplits.size) {
      array(i) = new HadoopPartition(id, i, inputSplits(i))
    }
    array
  }

它直接将各个split包装成RDD了，再看compute()：

  override def compute(theSplit: Partition, context: TaskContext): InterruptibleIterator[(K, V)] = {
    val iter = new NextIterator[(K, V)] {

      val split = theSplit.asInstanceOf[HadoopPartition]
      logInfo("Input split: " + split.inputSplit)
      var reader: RecordReader[K, V] = null
      val jobConf = getJobConf()
      val inputFormat = getInputFormat(jobConf)
      HadoopRDD.addLocalConfiguration(new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmm").format(createTime),
        context.stageId, theSplit.index, context.attemptId.toInt, jobConf)
      reader = inputFormat.getRecordReader(split.inputSplit.value, jobConf, Reporter.NULL)

      // Register an on-task-completion callback to close the input stream.
      context.addTaskCompletionListener{ context => closeIfNeeded() }
      val key: K = reader.createKey()
      val value: V = reader.createValue()

      // Set the task input metrics.
      val inputMetrics = new InputMetrics(DataReadMethod.Hadoop)
      try {
        /* bytesRead may not exactly equal the bytes read by a task: split boundaries aren't
         * always at record boundaries, so tasks may need to read into other splits to complete
         * a record. */
        inputMetrics.bytesRead = split.inputSplit.value.getLength()
      } catch {
        case e: java.io.IOException =>
          logWarning("Unable to get input size to set InputMetrics for task", e)
      }
      context.taskMetrics.inputMetrics = Some(inputMetrics)

      override def getNext() = {
        try {
          finished = !reader.next(key, value)
        } catch {
          case eof: EOFException =>
            finished = true
        }
        (key, value)
      }

      override def close() {
        try {
          reader.close()
        } catch {
          case e: Exception => logWarning("Exception in RecordReader.close()", e)
        }
      }
    }
    new InterruptibleIterator[(K, V)](context, iter)
  }

它调用reader返回一系列的K,V键值对。

再来看看数据库的JdbcRDD：

  override def getPartitions: Array[Partition] = {
    // bounds are inclusive, hence the + 1 here and - 1 on end
    val length = 1 + upperBound - lowerBound
    (0 until numPartitions).map(i => {
      val start = lowerBound + ((i * length) / numPartitions).toLong
      val end = lowerBound + (((i + 1) * length) / numPartitions).toLong - 1
      new JdbcPartition(i, start, end)
    }).toArray
  }

它直接将结果集分成numPartitions份。其中很多参数都来自于构造函数：

class JdbcRDD[T: ClassTag](
    sc: SparkContext,
    getConnection: () => Connection,
    sql: String,
    lowerBound: Long,
    upperBound: Long,
    numPartitions: Int,
    mapRow: (ResultSet) => T = JdbcRDD.resultSetToObjectArray _)

再看看compute()函数：

  override def compute(thePart: Partition, context: TaskContext) = new NextIterator[T] {
    context.addTaskCompletionListener{ context => closeIfNeeded() }
    val part = thePart.asInstanceOf[JdbcPartition]
    val conn = getConnection()
    val stmt = conn.prepareStatement(sql, ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY, ResultSet.CONCUR_READ_ONLY)

    // setFetchSize(Integer.MIN_VALUE) is a mysql driver specific way to force streaming results,
    // rather than pulling entire resultset into memory.
    // see http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/connector-j-reference-implementation-notes.html
    if (conn.getMetaData.getURL.matches("jdbc:mysql:.*")) {
      stmt.setFetchSize(Integer.MIN_VALUE)
      logInfo("statement fetch size set to: " + stmt.getFetchSize + " to force MySQL streaming ")
    }

    stmt.setLong(1, part.lower)
    stmt.setLong(2, part.upper)
    val rs = stmt.executeQuery()

    override def getNext: T = {
      if (rs.next()) {
        mapRow(rs)
      } else {
        finished = true
        null.asInstanceOf[T]
      }
    }

    override def close() {
      try {
        if (null != rs && ! rs.isClosed()) {
          rs.close()
        }
      } catch {
        case e: Exception => logWarning("Exception closing resultset", e)
      }
      try {
        if (null != stmt && ! stmt.isClosed()) {
          stmt.close()
        }
      } catch {
        case e: Exception => logWarning("Exception closing statement", e)
      }
      try {
        if (null != conn && ! conn.isClosed()) {
          conn.close()
        }
        logInfo("closed connection")
      } catch {
        case e: Exception => logWarning("Exception closing connection", e)
      }
    }
  }

这段代码就是一段sql分页查询执行情况（顺便吐槽一下，这段代码写得确实比较渣。。。确定sql里面不会在limit前面出现整形变量？有兴趣的同仁们，赶紧操起MyBatis或者Hibernate去投稿吧！）

以上内容为本人原创，转载请注明博客地址：http://blog.csdn.net/bluejoe2000/article/details/41415087

以下内容为转载，来自：http://developer.51cto.com/art/201309/410276_1.htm

◆ RDD的特点：

它是在集群节点上的不可变的、已分区的集合对象。
通过并行转换的方式来创建如（map, filter, join, etc）。
失败自动重建。
可以控制存储级别（内存、磁盘等）来进行重用。
必须是可序列化的。
是静态类型的。

◆ RDD的好处

RDD只能从持久存储或通过Transformations操作产生，相比于分布式共享内存（DSM）可以更高效实现容错，对于丢失部分数据分区只需根据它的lineage就可重新计算出来，而不需要做特定的Checkpoint。
RDD的不变性，可以实现类Hadoop MapReduce的推测式执行。
RDD的数据分区特性，可以通过数据的本地性来提高性能，这与Hadoop MapReduce是一样的。
RDD都是可序列化的，在内存不足时可自动降级为磁盘存储，把RDD存储于磁盘上，这时性能会有大的下降但不会差于现在的MapReduce。

◆ RDD的存储与分区

用户可以选择不同的存储级别存储RDD以便重用。
当前RDD默认是存储于内存，但当内存不足时，RDD会spill到disk。
RDD在需要进行分区把数据分布于集群中时会根据每条记录Key进行分区（如Hash 分区），以此保证两个数据集在Join时能高效。

◆ RDD的内部表示

在RDD的内部实现中每个RDD都可以使用5个方面的特性来表示：

分区列表（数据块列表）
计算每个分片的函数（根据父RDD计算出此RDD）
对父RDD的依赖列表
对key-value RDD的Partitioner【可选】
每个数据分片的预定义地址列表(如HDFS上的数据块的地址)【可选】

◆ RDD的存储级别

RDD根据useDisk、useMemory、deserialized、replication四个参数的组合提供了11种存储级别：

val NONE = new StorageLevel(false, false, false)   
    val DISK_ONLY = new StorageLevel(true, false, false)   
    val DISK_ONLY_2 = new StorageLevel(true, false, false, 2)   
    val MEMORY_ONLY = new StorageLevel(false, true, true)   
    val MEMORY_ONLY_2 = new StorageLevel(false, true, true, 2)   
    val MEMORY_ONLY_SER = new StorageLevel(false, true, false)   
    val MEMORY_ONLY_SER_2 = new StorageLevel(false, true, false, 2)   
    val MEMORY_AND_DISK = new StorageLevel(true, true, true)   
    val MEMORY_AND_DISK_2 = new StorageLevel(true, true, true, 2)   
    val MEMORY_AND_DISK_SER = new StorageLevel(true, true, false)   
    val MEMORY_AND_DISK_SER_2 = new StorageLevel(true, true, false, 2)

◆ RDD定义了各种操作，不同类型的数据由不同的RDD类抽象表示，不同的操作也由RDD进行抽实现。

RDD的生成

◆ RDD有两种创建方式：

1、从Hadoop文件系统（或与Hadoop兼容的其它存储系统）输入（例如HDFS）创建。

2、从父RDD转换得到新RDD。

◆ 下面来看一从Hadoop文件系统生成RDD的方式，如：val file = spark.textFile("hdfs://...")，file变量就是RDD（实际是HadoopRDD实例），生成的它的核心代码如下：

// SparkContext根据文件/目录及可选的分片数创建RDD, 这里我们可以看到Spark与Hadoop MapReduce很像   
   // 需要InputFormat, Key、Value的类型，其实Spark使用的Hadoop的InputFormat, Writable类型。   
   def textFile(path: String, minSplits: Int = defaultMinSplits): RDD[String] = {   
       hadoopFile(path, classOf[TextInputFormat], classOf[LongWritable],   
       classOf[Text], minSplits) .map(pair => pair._2.toString) }  
   
   // 根据Hadoop配置，及InputFormat等创建HadoopRDD    
   new HadoopRDD(this, conf, inputFormatClass, keyClass, valueClass, minSplits)

◆ 对RDD进行计算时，RDD从HDFS读取数据时与Hadoop MapReduce几乎一样的：

RDD的转换与操作

◆ 对于RDD可以有两种计算方式：转换（返回值还是一个RDD）与操作（返回值不是一个RDD）。

◆ 转换(Transformations) (如：map, filter, groupBy, join等)，Transformations操作是Lazy的，也就是说从一个RDD转换生成另一个RDD的操作不是马上执行，Spark在遇到Transformations操作时只会记录需要这样的操作，并不会去执行，需要等到有Actions操作的时候才会真正启动计算过程进行计算。

◆ 操作(Actions) (如：count, collect, save等)，Actions操作会返回结果或把RDD数据写到存储系统中。Actions是触发Spark启动计算的动因。

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