大數據開發-Spark-拷問靈魂的5個問題

1.Spark計算依賴內存,如果目前只有10g內存,但是需要將500G的文件排序並輸出,需要如何操作?

 ①、把磁盤上的500G數據分割爲100塊(chunks),每份5GB。(注意,要留一些系統空間!)   

②、順序將每份5GB數據讀入內存,使用quick sort算法排序。

③、把排序好的數據(也是5GB)存放回磁盤。

④、循環100次,現在,所有的100個塊都已經各自排序了。(剩下的工作就是如何把它們合併排序!)

⑤、從100個塊中分別讀取5G/100=0.05 G入內存(100input buffers)。

⑥、執行100路合併,並將合併結果臨時存儲於5g基於內存的輸出緩衝區中。當緩衝區寫滿5GB時,寫入硬盤上最終文件,並清空輸出緩衝區;當100個輸入緩衝區中任何一個處理完畢時,寫入該緩衝區所對應的塊中的下一個0.05 GB,直到全部處理完成。

2.countByValue和countByKey的區別

首先從源碼角度來看:

// PairRDDFunctions.scala
def countByKey(): Map[K, Long] = self.withScope {
  self.mapValues(_ => 1L).reduceByKey(_ + _).collect().toMap
}

// RDD.scala
def countByValue()(implicit ord: Ordering[T] = null): Map[T, Long] = withScope {
  map(value => (value, null)).countByKey()
} 

countByValue(RDD.scala)

  • 作用在普通的RDD

  • 其實現過程調用了 countByKey

countByKey(PairRDDFunctions.scala)

  • 作用在 PairRDD 上

  • 對 key 進行計數

  • 數據要收到Driver端,結果集大時,不適用

問題:

  • countByKey 可以作用在 普通的RDD上嗎

  • countByValue 可以作用在 PairRDD 上嗎

val rdd1: RDD[Int] = sc.makeRDD(1 to 10)
val rdd2: RDD[(Int, Int)] = sc.makeRDD((1 to 10).toList.zipWithIndex)

val result1 = rdd1.countByValue() //可以
val result2 = rdd1.countByKey() //語法錯誤

val result3 = rdd2.countByValue() //可以
val result4 = rdd2.countByKey() //可以

3.兩個rdd join 什麼時候有shuffle什麼時候沒有shuffle

其中join操作是考驗所有數據庫性能的一項重要指標,對於Spark來說,考驗join的性能就是Shuffle,Shuffle 需要經過磁盤和網絡傳輸,Shuffle數據越少性能越好,有時候可以儘量避免程序進行Shuffle ,那麼什麼情況下有Shuffle ,什麼情況下沒有Shuffle 呢

3.1 Broadcast join

broadcast join 比較好理解,除了自己實現外,Spark SQL 已經幫我們默認來實現了,其實就是小表分發到所有Executors,控制參數是:spark.sql.autoBroadcastJoinThreshold 默認大小是10m, 即小於這個閾值即自動使用broadcast join.

3.2 Bucket join

其實rdd方式和table類似,不同的是後者要寫入Bucket表,這裏主要講rdd的方式,原理就是,當兩個rdd根據相同分區方式,預先做好分區,分區結果是一致的,這樣就可以進行Bucket join, 另外這種join沒有預先的算子,需要在寫程序時候自己來開發,對於表的這種join可以看一下 字節跳動在Spark SQL上的核心優化實踐 。可以看下下面的例子

rdd1、rdd2都是Pair RDD

rdd1、rdd2的數據完全相同

一定有shuffle

rdd1 => 5個分區

rdd2 => 6個分區

rdd1 => 5個分區 => (1, 0), (2,0), || (1, 0), (2,0), || (1, 0), (2,0), || (1, 0), (2,0),(1, 0), || (2,0),(1, 0), (2,0)

rdd2 => 5個分區 => (1, 0), (2,0), || (1, 0), (2,0), || (1, 0), (2,0), || (1, 0), (2,0),(1, 0), || (2,0),(1, 0), (2,0)

一定沒有shuffle

rdd1 => 5個分區 => (1,0), (1,0), (1,0), (1,0), (1,0), || (2,0), (2,0), (2,0), (2,0), (2,0), (2,0), (2,0) || 空 || 空 || 空

rdd2 => 5個分區 => (1,0), (1,0), (1,0), (1,0), (1,0), || (2,0), (2,0), (2,0), (2,0), (2,0), (2,0), (2,0) || 空 || 空 || 空

這樣所有Shuffle的算子,如果數據提前做好了分區(partitionBy),很多情況下沒有Shuffle.

除上面兩種方式外,一般就是有Shufflejoin, 關於spark的join原理可以查看:大數據開發-Spark Join原理詳解

4..transform 是不是一定不觸發action

有個算子例外,那就是sortByKey,其底層有個抽樣算法,水塘抽樣,最後需要根據抽樣的結果,進行RangePartition的,所以從job角度來說會看到兩個job,除了觸發action的本身算子之外,記住下面的

sortByKey → 水塘抽樣→ collect

5.廣播變量是怎麼設計的

我們都知道,廣播變量是把數據放到每個excutor上,也都知道廣播變量的數據一定是從driver開始出去的,什麼意思呢,如果廣播表放在hive表中,那麼它的存儲就是在各個block塊上,也對應多個excutor (不一樣的叫法),首先將數據拉到driver上,然後再進行廣播,廣播時候不是全部廣播,是根據excutor預先用到數據的,首先拿數據,然後通過bt協議進行傳輸,什麼是bt協議呢,就是數據在分佈式點對點網絡上,根據網絡距離來去拉對應的數據,下載者也是上傳者,這樣就不同每個task (excutor)都從driver上來拉數據,這樣就減少了壓力,另外在spark1.幾的時候還是task級別,現在是共同的一個鎖,整個excutor上的task共享這份數據。

參考

https://juejin.cn/post/6844903989557854216

https://www.jianshu.com/p/6bf887bf52b2

吳邪,小三爺,混跡於後臺,大數據,人工智能領域的小菜鳥。
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