第一章 快速入门

Spark 2.0开始,应用程序入口为SparkSession,加载不同数据源的数据,封装到DataFrame/Dataset集合数据结构中,使得编程更加简单,程序运行更加快速高效。

1.1 SparkSession 应用入口

SparkSession:这是一个新入口,取代了原本的SQLContext与HiveContext。对于DataFrame API的用户来说,Spark常见的混乱源头来自于使用哪个“context”。现在使用SparkSession,它作为单个入口可以兼容两者,注意原本的SQLContext与HiveContext仍然保留,以支持向下兼容。

文档:http://spark.apache.org/docs/2.4.5/sql-getting-started.html#starting-point-sparksession

1)、SparkSession在SparkSQL模块中,添加MAVEN依赖

<dependency>
 <groupId>org.apache.spark</groupId>
 <artifactId>spark-sql_2.11</artifactId>
 <version>2.4.5</version>
</dependency>

2)、SparkSession对象实例通过建造者模式构建,代码如下:

sparksession idle 关闭 sparksession sql_sql


其中①表示导入SparkSession所在的包,②表示建造者模式构建对象和设置属性,③表示导入SparkSession类中implicits对象object中隐式转换函数。

3)、范例演示:构建SparkSession实例,加载文本数据,统计条目数。

import org.apache.spark.sql.{Dataset, SparkSession}
/**
* Spark 2.x开始,提供了SparkSession类,作为Spark Application程序入口,
* 用于读取数据和调度Job,底层依然为SparkContext
*/
object SparkStartPoint {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// TODO: 构建SparkSession实例对象,读取数据
val spark = SparkSession.builder()
// 设置应用名称和运行模式
.appName(this.getClass.getSimpleName.stripSuffix("$"))
.master("local[2]")
// 通过装饰模式获取实例对象,此种方式为线程安全的
.getOrCreate()
import spark.implicits._
// TODO: 2. 从文件系统读取数据,包含本地文件系统或HDFS文件系统
val inputDS: Dataset[String] = spark.read.textFile("datas/wordcount/wordcount.data")
println(s"Count = ${inputDS.count()}")
inputDS.show(10)
// TODO: 3. 应用运行结束,关闭资源
spark.stop()
}
}

使用SparkSession加载数据源数据,将其封装到DataFrame或Dataset中,直接使用show函数就可以显示样本数据(默认显示前20条)。

Spark2.0使用全新的SparkSession接口替代Spark1.6中的SQLContext及HiveContext接口来实现其对数据加载、转换、处理等功能。

SparkSession实现了SQLContext及HiveContext所有功能。
SparkSession支持从不同的数据源加载数据,并把数据转换成DataFrame,并且支持把DataFrame转换成SQLContext自身中的表,然后使用SQL语句来操作数据。SparkSession亦提供了HiveQL以及其他依赖于Hive的功能的支持。

1.2 词频统计WordCount

前面使用RDD封装数据,实现词频统计WordCount功能,从Spark 1.0开始,一直到Spark 2.0,建立在RDD之上的一种新的数据结构DataFrame/Dataset发展而来,更好的实现数据处理分析。
DataFrame 数据结构相当于给RDD加上约束Schema,知道数据内部结构(字段名称、字段类型),提供两种方式分析处理数据:DataFrame API(DSL编程)和SQL(类似HiveQL编程),下面以WordCount程序为例编程实现,体验DataFrame使用。

基于DSL编程
使用SparkSession加载文本数据,封装到Dataset/DataFrame中,调用API函数处理分析数据(类似RDD中API函数,如flatMap、map、filter等),编程步骤:

第一步、构建SparkSession实例对象,设置应用名称和运行本地模式;
第二步、读取HDFS上文本文件数据;
第三步、使用DSL(Dataset API),类似RDD API处理分析数据;
第四步、控制台打印结果数据和关闭SparkSession;

具体演示代码如下

import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Dataset, SparkSession}
/**
* 使用SparkSQL进行词频统计WordCount:SQL、DSL
*/
object SparkDSLWordCount {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// TODO: 1、构建SparkSession实例对象,通过建造者模式创建
val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
.appName(this.getClass.getSimpleName.stripSuffix("$"))
.master("local[3]")
.getOrCreate()
import spark.implicits._
// TODO: 2、读取HDFS上文本文件数据
val inputDS: Dataset[String] = spark.read.textFile("datas/wordcount/wordcount.data")
// TODO: 3、使用DSL(Dataset API),类似RDD API
val resultDF: DataFrame = inputDS
// 过滤不合格的数据
.filter(line => null != line && line.trim.length > 0)
// 将每行数据进行分割
.flatMap(line => line.split("\\s+"))
// 按照单词分组统计:SELECT word, count(1) FROM tb_words GROUP BY word
.groupBy("value")
// 使用count函数,获取值类型Long类型 -> 数据库中就是BigInt类型
.count()
resultDF.show(10)
// TODO: 关闭资源
spark.stop()
}
}

运行程序结果如下:

sparksession idle 关闭 sparksession sql_大数据_02


基于SQL编程

也可以实现类似HiveQL方式进行词频统计,直接对单词分组group by,再进行count即可,步骤如下:

第一步、构建SparkSession对象,加载文件数据,分割每行数据为单词;
第二步、将DataFrame/Dataset注册为临时视图(Spark 1.x中为临时表);
第三步、编写SQL语句,使用SparkSession执行获取结果;
第四步、控制台打印结果数据和关闭SparkSession;

具体演示代码如下:

import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Dataset, SparkSession}
object SparkSQLWordCount {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// TODO: 1、构建SparkSession实例对象,通过建造者模式创建
val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
.appName(this.getClass.getSimpleName.stripSuffix("$"))
.master("local[3]")
.getOrCreate()
import spark.implicits._
// TODO: 2、读取HDFS上文本文件数据
val inputDS: Dataset[String] = spark.read.textFile("datas/wordcount/wordcount.data")
// TODO: 3、使用DSL(Dataset API),类似RDD API
val wordsDS: Dataset[String] = inputDS
// 过滤不合格的数据
.filter(line => null != line && line.trim.length > 0)
// 将每行数据分割单词
.flatMap(line => line.trim.split("\\s+"))
wordsDS.printSchema()
wordsDS.show(20)
// select value, count(1) as cnt from tb_words
// TODO: 第一步,将Dataset注册为临时视图
wordsDS.createOrReplaceTempView("view_tmp_words")
// TODO: 第二步,编写SQL执行分析
val resultDF: DataFrame = spark.sql(
"""
|SELECT value, COUNT(1) AS cnt FROM view_tmp_words GROUP BY value ORDER BY cnt DESC
""".stripMargin)
/*
+---------+---+
| value|cnt|
+---------+---+
| spark| 11|
| hive| 6|
|mapreduce| 4|
| hadoop| 3|
| sql| 2|
| hdfs| 2|
+---------+---+
*/
resultDF.show(10)
// TODO: 关闭资源
spark.stop()
}
}

运行程序结果如下:

sparksession idle 关闭 sparksession sql_scala_03


无论使用DSL还是SQL编程方式,底层转换为RDD操作都是一样,性能一致,查看WEB UI监控中Job运行对应的DAG图如下:

sparksession idle 关闭 sparksession sql_分布式_04


从上述的案例可以发现将数据封装到Dataset/DataFrame中,进行处理分析,更加方便简洁,这就是Spark框架中针对结构化数据处理模式:Spark SQL模块。