AI摘要 本文介绍了Apache Spark的快速入门，包括Maven依赖配置、最简单的入门程序、RDD转换算子、行动算子以及累加器和广播变量的使用。通过具体代码示例，详细解释了Spark的基本概念和操作，帮助初学者快速掌握Spark的基本使用方法。 此内容根据文章生成，仅用于文章内容的解释与总结 Spark maven依赖配置<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 4.0.0 cn.xzlei featureEngineering 1.0-SNAPSHOT <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source> <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> org.apache.spark spark-core_2.12 3.0.0 net.alchim31.maven scala-maven-plugin 3.2.2 org.apache.maven.plugins maven-assembly-plugin 3.1.0 jar-with-dependencies 最简单的入门程序请先创建一个项目，然后导入相应依赖，在项目根目录下创建一个datas文件夹用来存放数据文件，在datas目录下创建一个1.txt，输入如下数据：hello word hello scala hello sparkpackage cn.xzlei.test import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext} object Test { def main(args: Array[String]): Unit = { // 创建Spark配置项 val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("Test") // 根据配置项创建Spark上下文执行环境 val sc = new SparkContext(sparkConf) // 读取文本文件datas/1.txt val wordText = sc.textFile("datas/1.txt") // 根据flatMap扁平化操作根据空格进行单词分割，("hello","word","hello") val words = wordText.flatMap(_.split(" ")) // 调用map函数进行映射，转为（String,Int）类型：(hello,1) val wordByOne = words.map(item => (item, 1)) // 调用reduceByKey方法进行聚合操作 wordByOne.reduceByKey(_+_).foreach(println) sc.stop() } } 运行效果如下：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map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。示例代码：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 })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示例代码：val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List( List(1,2),List(3,4) ),1) val dataRDD1 = dataRDD.flatMap( list => list )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示例代码：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。示例代码：val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List( 1,2,3,4 ),1) val dataRDD1 = dataRDD.filter(_%2 == 0)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示例代码：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)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：将数据集中的重复数据去重示例代码：val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List( 1,2,3,4,1,2 ),1) val dataRDD1 = dataRDD.distinct() val dataRDD2 = dataRDD.distinct(2)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 的过程示例代码：val dataRDD = sparkContext.makeRDD(List( 1,2,3,4,1,2 ),2) val dataRDD1 = dataRDD.sortBy(num=>num, false, 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示例代码：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示例代码：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：以一个 RDD 元素为主，去除两个 RDD 中重复元素，将其他元素保留下来。求差集示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(1,2,3,4)) val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List(3,4,5,6)) val dataRDD = dataRDD1.subtract(dataRDD2)zip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。示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(1,2,3,4)) val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List(3,4,5,6)) val dataRDD = dataRDD1.zip(dataRDD2)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示例代码：val rdd: RDD[(Int, String)] = sc.makeRDD(Array((1,"aaa"),(2,"bbb"),(3,"ccc")),3) import org.apache.spark.HashPartitioner val rdd2: RDD[(Int, String)] = rdd.partitionBy(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 进行聚合示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val dataRDD2 = dataRDD1.reduceByKey(_+_) val dataRDD3 = dataRDD1.reduceByKey(_+_, 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 进行分组示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val dataRDD2 = dataRDD1.groupByKey() val dataRDD3 = dataRDD1.groupByKey(2) val dataRDD4 = dataRDD1.groupByKey(new HashPartitioner(2))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 groupByKeyaggregateByKey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示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val dataRDD2 = dataRDD1.aggregateByKey(0)(_+_,_+_)❖ 取出每个分区内相同 key 的最大值然后分区间相加// TODO : 取出每个分区内相同 key 的最大值然后分区间相加 // aggregateByKey 算子是函数柯里化，存在两个参数列表 // 1. 第一个参数列表中的参数表示初始值 // 2. 第二个参数列表中含有两个参数 // 2.1 第一个参数表示分区内的计算规则 // 2.2 第二个参数表示分区间的计算规则 val rdd = sc.makeRDD(List( ("a",1),("a",2),("c",3), ("b",4),("c",5),("c",6) ),2) // 0:("a",1),("a",2),("c",3) => (a,10)(c,10) // => (a,10)(b,10)(c,20) // 1:("b",4),("c",5),("c",6) => (b,10)(c,10) val resultRDD = rdd.aggregateByKey(10)( (x, y) => math.max(x,y), (x, y) => x + y ) resultRDD.collect().foreach(println)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示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val dataRDD2 = dataRDD1.foldByKey(0)(_+_)ssortByKey函数签名：def sortByKey(ascending: Boolean = true, numPartitions: Int = self.partitions.length) : RDD[(K, V)]函数说明：在一个(K,V)的 RDD 上调用，K 必须实现 Ordered 接口(特质)，返回一个按照 key 进行排序 的示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val sortRDD1: RDD[(String, Int)] = dataRDD1.sortByKey(true) val sortRDD1: RDD[(String, Int)] = dataRDD1.sortByKey(false)join函数签名：def join[W](other: RDD[(K, W)]): RDD[(K, (V, W))]函数说明：在类型为(K,V)和(K,W)的 RDD 上调用，返回一个相同 key 对应的所有元素连接在一起的 (K,(V,W))的 RDD示例代码：val rdd: RDD[(Int, String)] = sc.makeRDD(Array((1, "a"), (2, "b"), (3, "c"))) val rdd1: RDD[(Int, Int)] = sc.makeRDD(Array((1, 4), (2, 5), (3, 6))) rdd.join(rdd1).collect().foreach(println)leftOuterJoin函数签名：def leftOuterJoin[W](other: RDD[(K, W)]): RDD[(K, (V, Option[W]))]函数说明：类似于 SQL 语句的左外连接示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("b",2),("c",3))) val rdd: RDD[(String, (Int, Option[Int]))] = dataRDD1.leftOuterJoin(dataRDD2)cogroup函数签名：def cogroup[W](other: RDD[(K, W)]): RDD[(K, (Iterable[V], Iterable[W]))]函数说明：在类型为(K,V)和(K,W)的 RDD 上调用，返回一个(K,(Iterable,Iterable))类型的 RDD示例代码：val dataRDD1 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("a",2),("c",3))) val dataRDD2 = sparkContext.makeRDD(List(("a",1),("c",2),("c",3))) val value: RDD[(String, (Iterable[Int], Iterable[Int]))] = dataRDD1.cogroup(dataRDD2)RDD行动算子reduce函数签名：def reduce(f: (T, T) => T): T函数说明：聚集 RDD 中的所有元素，先聚合分区内数据，再聚合分区间数据示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,2,3,4)) // 聚合数据 val reduceResult: Int = rdd.reduce(_+_)collect函数签名：def collect(): Array[T]函数说明：在驱动程序中，以数组 Array 的形式返回数据集的所有元素示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,2,3,4)) // 收集数据到 Driver rdd.collect().foreach(println)count函数签名：def count(): Long函数说明：返回 RDD 中元素的个数示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,2,3,4)) // 返回 RDD 中元素的个数 val countResult: Long = rdd.count()first函数签名：def first(): T函数说明：返回 RDD 中的第一个元素示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,2,3,4)) val firstResult: Int = rdd.first() println(firstResult)take函数签名：def take(num: Int): Array[T]函数说明：返回一个由 RDD 的前 n 个元素组成的数组示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,2,3,4)) val takeResult: Array[Int] = rdd.take(2) println(takeResult.mkString(","))takeOrdered函数签名：def takeOrdered(num: Int)(implicit ord: Ordering[T]): Array[T]函数说明：返回该 RDD 排序后的前 n 个元素组成的数组示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,3,2,4)) val result: Array[Int] = rdd.takeOrdered(2)aggregate函数签名：def aggregate[U: ClassTag](zeroValue: U)(seqOp: (U, T) => U, combOp: (U, U) => U): U函数说明：分区的数据通过初始值和分区内的数据进行聚合，然后再和初始值进行分区间的数据聚合示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1, 2, 3, 4), 8) // 将该 RDD 所有元素相加得到结果 //val result: Int = rdd.aggregate(0)(_ + _, _ + _) val result: Int = rdd.aggregate(10)(_ + _, _ + _)fold函数签名：def fold(zeroValue: T)(op: (T, T) => T): T函数说明：折叠操作，aggregate 的简化版操作示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1, 2, 3, 4)) val foldResult: Int = rdd.fold(0)(_+_)countByKey函数签名：def countByKey(): Map[K, Long]函数说明：统计每种 key 的个数示例代码：val rdd: RDD[(Int, String)] = sc.makeRDD(List((1, "a"), (1, "a"), (1, "a"), (2, "b"), (3, "c"), (3, "c"))) // 统计每种 key 的个数 val result: collection.Map[Int, Long] = rdd.countByKey()save 相关算子函数签名：def saveAsTextFile(path: String): Unit def saveAsObjectFile(path: String): Unit def saveAsSequenceFile( path: String, codec: Option[Class[_ <: CompressionCodec]] = None): Unit函数说明：将数据保存到不同格式的文件中示例代码：// 保存成 Text 文件 rdd.saveAsTextFile("output") // 序列化成对象保存到文件 rdd.saveAsObjectFile("output1") // 保存成 Sequencefile 文件 rdd.map((_,1)).saveAsSequenceFile("output2")foreach函数签名：def foreach(f: T => Unit): Unit = withScope { val cleanF = sc.clean(f) sc.runJob(this, (iter: Iterator[T]) => iter.foreach(cleanF)) }函数说明：分布式遍历 RDD 中的每一个元素，调用指定函数示例代码：val rdd: RDD[Int] = sc.makeRDD(List(1,2,3,4)) // 收集后打印 rdd.map(num=>num).collect().foreach(println) println("****************") // 分布式打印 rdd.foreach(println)累加器实现原理累加器用来把 Executor 端变量信息聚合到 Driver 端。在 Driver 程序中定义的变量，在 Executor 端的每个 Task 都会得到这个变量的一份新的副本，每个 task 更新这些副本的值后， 传回 Driver 端进行 merge。基础编程系统累加器val rdd = sc.makeRDD(List(1,2,3,4,5)) // 声明累加器 var sum = sc.longAccumulator("sum"); rdd.foreach( num => { // 使用累加器 sum.add(num) } ) // 获取累加器的值 println("sum = " + sum.value)自定义累加器// 自定义累加器 // 1. 继承 AccumulatorV2，并设定泛型 // 2. 重写累加器的抽象方法 class WordCountAccumulator extends AccumulatorV2[String, mutable.Map[String, Long]]{ var map : mutable.Map[String, Long] = mutable.Map() // 累加器是否为初始状态 override def isZero: Boolean = { map.isEmpty } // 复制累加器 override def copy(): AccumulatorV2[String, mutable.Map[String, Long]] = { new WordCountAccumulator } // 重置累加器 override def reset(): Unit = { map.clear() } // 向累加器中增加数据 (In) override def add(word: String): Unit = { // 查询 map 中是否存在相同的单词 // 如果有相同的单词，那么单词的数量加 1 // 如果没有相同的单词，那么在 map 中增加这个单词 map(word) = map.getOrElse(word, 0L) + 1L } // 合并累加器 override def merge(other: AccumulatorV2[String, mutable.Map[String, Long]]): Unit = { val map1 = map val map2 = other.value // 两个 Map 的合并 map = map1.foldLeft(map2)( ( innerMap, kv ) => { innerMap(kv._1) = innerMap.getOrElse(kv._1, 0L) + kv._2 innerMap } ) } // 返回累加器的结果 （Out） override def value: mutable.Map[String, Long] = map }广播变量实现原理广播变量用来高效分发较大的对象。向所有工作节点发送一个较大的只读值，以供一个 或多个 Spark 操作使用。比如，如果你的应用需要向所有节点发送一个较大的只读查询表， 广播变量用起来都很顺手。在多个并行操作中使用同一个变量，但是 Spark 会为每个任务 分别发送。基础编程val rdd1 = sc.makeRDD(List( ("a",1), ("b", 2), ("c", 3), ("d", 4) ),4) val list = List( ("a",4), ("b", 5), ("c", 6), ("d", 7) ) // 声明广播变量 val broadcast: Broadcast[List[(String, Int)]] = sc.broadcast(list) val resultRDD: RDD[(String, (Int, Int))] = rdd1.map { case (key, num) => { var num2 = 0 // 使用广播变量 for ((k, v) <- broadcast.value) { if (k == key) { num2 = v } } (key, (num, num2)) } }
AI摘要 本文介绍了Flink的快速入门方法，包括如何启动集群、提交任务、查看任务信息，以及如何读取有界数据和Kafka数据。文章提供了详细的命令行操作步骤和示例代码，帮助读者快速掌握Flink的基本使用方法。 此内容根据文章生成，仅用于文章内容的解释与总结 {music-list id="3136952023" color="#1989fa" autoplay="autoplay"/}Flink命令行提交任务启动集群bin/start-cluster.sh在 node1 中执行以下命令启动 netcat。nc -lk 7777进入到 Flink 的安装路径下，在命令行使用 flink run 命令提交作业。./bin/flink run -m node1:8081 -c cn.xzlei.chap02.StreamWordCount ./flumeDemo-1.0-SNAPSHOT.jar -param --host node1 --port 7777参数： –m 指定了提交到的 JobManager，-c 指定了入口类-param 指定了jar的自定义参数查看指定任务信息bin/flink-cluster.sh list [taskID]查看所有任务信息bin/flink-cluster.sh list读取有界数据package cn.xzlei.chap05 import org.apache.flink.streaming.api.scala._ import java.util.Date case class Event(user:String,url:String,timestamp:Long) object SourceBoundedTest { def main(args: Array[String]): Unit = { // 创建一个执行环境 val env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment // 设置并行数量为1 env.setParallelism(1) // 创建一个数据列表 val list:List[Event] = List( Event("Piter", "./home?id=5", new Date().getTime), Event("Mary", "./shop?id=8", new Date().getTime), Event("Jack", "./userCenter?id=78", new Date().getTime), ) // 从集合中获取数据 val stream1 = env.fromCollection(list) // 从元素中获取数据 val stream2 = env.fromElements(1, 2, 3, 4, 5) // 从文本文件中获取数据 val stream3 = env.readTextFile("input/test.txt") stream1.print("stream1") stream2.print("number") stream3.print("stream3") env.execute() } } 读取Kafka数据添加pom.xml文件依赖： org.apache.flink flink-connector-kafka_2.12 1.14 编写代码package cn.xzlei.chap05 import org.apache.flink.api.common.eventtime.WatermarkStrategy import org.apache.flink.api.common.serialization.SimpleStringSchema import org.apache.flink.connector.kafka.source.KafkaSource import org.apache.flink.connector.kafka.source.enumerator.initializer.OffsetsInitializer import org.apache.flink.streaming.api.scala._ import java.util.Properties object SourceKafkaTest { def main(args: Array[String]): Unit = { // 创建一个流处理环境 val env = StreamExecutionEnvironment.getExecutionEnvironment // 创建一个sourceKafka连接源 val kafkaSource = KafkaSource.builder[String]() .setBootstrapServers("node1:9092") .setTopics("clicks") .setGroupId("consumer-group") .setValueOnlyDeserializer(new SimpleStringSchema()) // .setStartingOffsets(OffsetsInitializer.latest()) .build() val stream:DataStream[String] = env.fromSource(kafkaSource,WatermarkStrategy.noWatermarks(),"kafkaSource") stream.print() env.execute() } }启动zookeeper、hadoop集群、Kafka集群[hadoop@node1 zookeeper-3.5.7]$ bin/zkServer.sh start [hadoop@node2 zookeeper-3.5.7]$ bin/zkServer.sh start [hadoop@node3 zookeeper-3.5.7]$ bin/zkServer.sh starthdfs --daemon start[hadoop@node1 kafka]$ bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties [hadoop@node2 kafka]$ bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties [hadoop@node3 kafka]$ bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties在node1节点上打开生产者，指定topic主题为clicks# 如果没有创建主题，创建主题 [hadoop@node1 kafka]$ bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server node1:9092 --create --topic clicks # 开启生产者 [hadoop@node1 kafka]$ bin/kafka-console-producer.sh --broker-list node1:9092 --topic clicks运行程序、在生产者中生产数据，观察控制台结果