【Spark】RDD、DataFrame、DataSet互相轉換(面試重點)

概述

在這裏插入圖片描述

  • 在SparkSQL中Spark爲我們提供了兩個新的抽象,分別是DataFrameDataSet。他們和RDD有什麼區別呢?
首先從版本的產生上來看:RDD (Spark1.0)> Dataframe(Spark1.3)> Dataset(Spark1.6)
  • 如果同樣的數據都給到這三個數據結構,他們分別計算之後,都會給出相同的結果。不同是的他們的執行效率和執行方式。在後期的Spark版本中,DataSet會逐步取代RDD和DataFrame成爲唯一的API接口

三者的共性

  1. RDD、DataFrame、Dataset全都是spark平臺下的分佈式彈性數據集,爲處理超大型數據提供便利
  2. 三者都有惰性機制,在進行創建、轉換,如map方法時,不會立即執行,只有在遇到Action如foreach時,三者纔會開始遍歷運算。
  3. 三者都會根據spark的內存情況自動緩存運算,這樣即使數據量很大,也不用擔心會內存溢出。
  4. 三者都有partition的概念
  5. 三者有許多共同的函數,如filter,排序等
  6. 在對DataFrame和Dataset進行操作許多操作都需要這個包進行支持 import spark.implicits._
  7. DataFrame和Dataset均可使用模式匹配獲取各個字段的值和類型

三者的區別

RDD

  • RDD一般和spark mlib同時使用
  • RDD不支持sparksql操作

DataFrame

  • 與RDD和Dataset不同,DataFrame每一行的類型固定爲Row,每一列的值沒法直接訪問,只有通過解析才能獲取各個字段的值,如:
testDF.foreach{
  line =>
    val col1=line.getAs[String]("col1")
    val col2=line.getAs[String]("col2")
}
  • DataFrame與Dataset一般不與spark mlib同時使用
  • DataFrame與Dataset均支持sparksql的操作,比如select,groupby之類,還能註冊臨時表/視窗,進行sql語句操作,如:
dataDF.createOrReplaceTempView("tmp")
spark.sql("select  ROW,DATE from tmp where DATE is not null order by DATE").show(100,false)
  • DataFrame與Dataset支持一些特別方便的保存方式,比如保存成csv,可以帶上表頭,這樣每一列的字段名一目瞭然
//保存
val saveoptions = Map("header" -> "true", "delimiter" -> "\t", "path" -> "hdfs://hadoop102:9000/test")
datawDF.write.format("com.atguigu.spark.csv").mode(SaveMode.Overwrite).options(saveoptions).save()
//讀取
val options = Map("header" -> "true", "delimiter" -> "\t", "path" -> "hdfs://hadoop102:9000/test")
val datarDF= spark.read.options(options).format("com.atguigu.spark.csv").load()
  • 利用這樣的保存方式,可以方便的獲得字段名和列的對應,而且分隔符(delimiter)可以自由指定。

Dataset

  • Dataset和DataFrame擁有完全相同的成員函數,區別只是每一行的數據類型不同。
  • DataFrame也可以叫Dataset[Row],每一行的類型是Row,不解析,每一行究竟有哪些字段,各個字段又是什麼類型都無從得知,只能用上面提到的getAS方法或者共性中的第七條提到的模式匹配拿出特定字段。而Dataset中,每一行是什麼類型是不一定的,在自定義了case class之後可以很自由的獲得每一行的信息
case class Coltest(col1:String,col2:Int)extends Serializable //定義字段名和類型
/**
 rdd
 ("a", 1)
 ("b", 1)
 ("a", 1)
**/
val test: Dataset[Coltest]=rdd.map{line=>
      Coltest(line._1,line._2)
    }.toDS
test.map{
      line=>
        println(line.col1)
        println(line.col2)
    }
  • 可以看出,Dataset在需要訪問列中的某個字段時是非常方便的,然而,如果要寫一些適配性很強的函數時,如果使用Dataset,行的類型又不確定,可能是各種case class,無法實現適配,這時候用DataFrame即Dataset[Row]就能比較好的解決問題

RDD轉換爲DateFrame

注意:如果需要RDD與DF或者DS之間操作,那麼都需要引入 import spark.implicits._ 【spark不是包名,而是sparkSession對象的名稱】

前置條件:導入隱式轉換並創建一個RDD

scala> import spark.implicits._
scala> val peopleRDD = sc.textFile("examples/src/main/resources/people.txt")
peopleRDD: org.apache.spark.rdd.RDD[String] = examples/src/main/resources/people.txt MapPartitionsRDD[3] at textFile at <console>:27

通過手動確定轉換

scala> peopleRDD.map{x=>val para = x.split(",");(para(0),para(1).trim.toInt)}.toDF("name","age")
res1: org.apache.spark.sql.DataFrame = [name: string, age: int]

通過反射確定(需要用到樣例類)

  • 創建一個樣例類
scala> case class People(name:String, age:Int)
  • 根據樣例類將RDD轉換爲DataFrame
scala> peopleRDD.map{ x => val para = x.split(",");People(para(0),para(1).trim.toInt)}.toDF
res2: org.apache.spark.sql.DataFrame = [name: string, age: int]

通過編程的方式(瞭解)

  • 導入所需的類型
scala> import org.apache.spark.sql.types._
import org.apache.spark.sql.types._
  • 創建Schema
scala> val structType: StructType = StructType(StructField("name", StringType) :: StructField("age", IntegerType) :: Nil)
structType: org.apache.spark.sql.types.StructType = StructType(StructField(name,StringType,true), StructField(age,IntegerType,true))
  • 導入所需的類型
scala> import org.apache.spark.sql.Row
import org.apache.spark.sql.Row
  • 根據給定的類型創建二元組RDD
scala> val data = peopleRDD.map{ x => val para = x.split(",");Row(para(0),para(1).trim.toInt)}
data: org.apache.spark.rdd.RDD[org.apache.spark.sql.Row] = MapPartitionsRDD[6] at map at <console>:33
  • 根據數據及給定的schema創建DataFrame
scala> val dataFrame = spark.createDataFrame(data, structType)
dataFrame: org.apache.spark.sql.DataFrame = [name: string, age: int]

DateFrame轉換爲RDD

直接調用rdd即可

  • 創建一個DataFrame
scala> val df = spark.read.json("/opt/module/spark/examples/src/main/resources/people.json")
df: org.apache.spark.sql.DataFrame = [age: bigint, name: string]
  • 將DataFrame轉換爲RDD
scala> val dfToRDD = df.rdd
dfToRDD: org.apache.spark.rdd.RDD[org.apache.spark.sql.Row] = MapPartitionsRDD[19] at rdd at <console>:29
  • 打印RDD
scala> dfToRDD.collect
res13: Array[org.apache.spark.sql.Row] = Array([Michael, 29], [Andy, 30], [Justin, 19])

DataSet

Dataset是具有強類型的數據集合,需要提供對應的類型信息。

創建

  • 創建一個樣例類
scala> case class Person(name: String, age: Long)
defined class Person
  • 創建DataSet
scala> val caseClassDS = Seq(Person("Andy", 32)).toDS()
caseClassDS: org.apache.spark.sql.Dataset[Person] = [name: string, age: bigint]

RDD轉換爲DataSet

SparkSQL能夠自動將包含有case類的RDD轉換成DataFrame,case類定義了table的結構,case類屬性通過反射變成了表的列名。

  • 創建一個RDD
scala> val peopleRDD = sc.textFile("examples/src/main/resources/people.txt")
peopleRDD: org.apache.spark.rdd.RDD[String] = examples/src/main/resources/people.txt MapPartitionsRDD[3] at textFile at <console>:27
  • 創建一個樣例類
scala> case class Person(name: String, age: Long)
defined class Person
  • 將RDD轉化爲DataSet
scala> peopleRDD.map(line => {val para = line.split(",");Person(para(0),para(1).trim.toInt)}).toDS()

DataSet轉換爲RDD

調用rdd方法即可

  • 創建一個DataSet
scala> val DS = Seq(Person("Andy", 32)).toDS()
DS: org.apache.spark.sql.Dataset[Person] = [name: string, age: bigint]
  • 將DataSet轉換爲RDD
scala> DS.rdd
res11: org.apache.spark.rdd.RDD[Person] = MapPartitionsRDD[15] at rdd at <console>:28

DataFrame與DataSet的互操作

DataFrame轉換爲DataSet

  • 創建一個DateFrame
scala> val df = spark.read.json("examples/src/main/resources/people.json")
df: org.apache.spark.sql.DataFrame = [age: bigint, name: string]
  • 創建一個樣例類
scala> case class Person(name: String, age: Long)
defined class Person
  • 將DateFrame轉化爲DataSet
scala> df.as[Person]
res14: org.apache.spark.sql.Dataset[Person] = [age: bigint, name: string]

DataSet轉換爲DataFrame

  • 創建一個樣例類
scala> case class Person(name: String, age: Long)
defined class Person
  • 創建DataSet
scala> val ds = Seq(Person("Andy", 32)).toDS()
ds: org.apache.spark.sql.Dataset[Person] = [name: string, age: bigint]
  • 將DataSet轉化爲DataFrame
scala> val df = ds.toDF
df: org.apache.spark.sql.DataFrame = [name: string, age: bigint]

DataSet轉DataFrame

這個很簡單,因爲只是把case class封裝成Row

  • 導入隱式轉換
import spark.implicits._
  • 轉換
val testDF = testDS.toDF

DataFrame轉DataSet

  • 導入隱式轉換
import spark.implicits._
  • 創建樣例類
case class Coltest(col1:String,col2:Int)extends Serializable //定義字段名和類型
  • 轉換
val testDS = testDF.as[Coltest]

這種方法就是在給出每一列的類型後,使用as方法,轉成Dataset,這在數據類型是DataFrame又需要針對各個字段處理時極爲方便。在使用一些特殊的操作時,一定要加上 import spark.implicits._ 不然toDF、toDS無法使用。

API相關練習

object SparkSQL02 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {

    //初始化spark配置信息並建立與spark連接
    val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("SparkSQL02")

    val spark: SparkSession = SparkSession.builder().config(sparkConf).getOrCreate()
    //這裏的Spark不是包名的含義,是SparkSession對象
    import spark.implicits._
    //創建RDD
    val rdd: RDD[(Int,String,Int)] = spark.sparkContext.makeRDD(List((1,"zhangsan",20),(2,"lisi",30),(3,"wangwu",40)))
    //轉換爲DF
    val df: DataFrame = rdd.toDF("id","name","age")
    //轉換爲DS
    val ds:Dataset[User] = df.as[User]

    //轉換爲DF
    val df1:DataFrame = ds.toDF()

    //轉換爲RDD
    val rdd1: RDD[Row] = df1.rdd

    rdd1.foreach(row=>{
      println(row.getString(1))
    })


    spark.stop()
  }
}
case class User(id:Int,name:String,age:Int)

你知道的越多,你不知道的越多。
有道無術,術尚可求,有術無道,止於術。
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