Spark RDD 持久化

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环境

var sc:SparkContext = _

@Before
def beforeTest(): Unit ={
  val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local").setAppName("wc")
  sc = new SparkContext(sparkConf)
}


@After
def afterTest(): Unit ={
  sc.stop()
}

未持久化

@Test
def cache{
  val rdd = sc.makeRDD(List("Hello Scala", "Hello Spark"))
  val words = rdd.flatMap(_.split(" "))
  val wordOne = words.map(word=>{
    println("******")
    (word,1)
  })

  val wordCount: RDD[(String, Int)] = wordOne.reduceByKey(_+_)
  wordCount.collect().foreach(println)

  val group: RDD[(String, Iterable[Int])] = wordOne.groupByKey()
  group.collect().foreach(println)

}

结果:

******
******
******
******
(Spark,1)
(Hello,2)
(Scala,1)
******
******
******
******
(Spark,CompactBuffer(1))
(Hello,CompactBuffer(1, 1))
(Scala,CompactBuffer(1))

结论:虽然我们都是对wordOne进行算子操作,但是从结果可以看出来,/******/输出两遍,执行collect算子时都是从开始执行了一遍所有依赖的算子

Cache/Persist 缓存

  • RDD 通过 Cache 或者 Persist 方法将前面的计算结果缓存,默认情况下会把数据以缓存在 JVM 的堆内存中。

  • 但是并不是这两个方法被调用时立即缓存,而是触发后面的 action 算子时,该 RDD 将会被缓存在计算节点的内存中,并供后面重用。

//1. 数据缓存,调用的还是persist,存储级别默认为 memory
wordOne.cache()

//2. 可以更改存储级别
wordOne.persist(StorageLevel.DISK_ONLY)
  • 结果:
******
******
******
******
(Spark,1)
(Hello,2)
(Scala,1)
(Spark,CompactBuffer(1))
(Hello,CompactBuffer(1, 1))
(Scala,CompactBuffer(1))

Tips:

  • 存储级别
val NONE = new StorageLevel(false, false, false, false)

val DISK_ONLY = new StorageLevel(true, false, false, false)

val DISK_ONLY_2 = new StorageLevel(true, false, false, false, 2)

val MEMORY_ONLY = new StorageLevel(false, true, false, true)

val MEMORY_ONLY_2 = new StorageLevel(false, true, false, true, 2)

val MEMORY_ONLY_SER = new StorageLevel(false, true, false, false)

val MEMORY_ONLY_SER_2 = new StorageLevel(false, true, false, false, 2)

val MEMORY_AND_DISK = new StorageLevel(true, true, false, true)

val MEMORY_AND_DISK_2 = new StorageLevel(true, true, false, true, 2)

val MEMORY_AND_DISK_SER = new StorageLevel(true, true, false, false)

val MEMORY_AND_DISK_SER_2 = new StorageLevel(true, true, false, false, 2)

val OFF_HEAP = new StorageLevel(true, true, true, false, 1)

截屏2021-09-23 下午6.36.36.png

  • 缓存有可能丢失,或者存储于内存的数据由于内存不足而被删除。

  • RDD 的缓存容错机制保证了即使缓存丢失也能保证计算的正确执行。通过基于 RDD 的一系列转换,丢失的数据会被重算,由于 RDD 的各个 Partition 是相对独立的,因此只需要计算丢失的部分即可,并不需要重算全部 Partition。

  • Spark 会自动对一些 Shuffle 操作的中间数据做持久化操作(比如:reduceByKey)。这样做的目的是为了当一个节点 Shuffle 失败了避免重新计算整个输入。但是,在实际使用的时候,如果想重用数据,仍然建议调用persist 或 cache。

CheckPoint 检查点

  • 将 RDD 中间结果写入磁盘。

  • 由于血缘依赖过长会造成容错成本过高,这样就不如在中间阶段做检查点容错,如果检查点之后有节点出现问题,可以从检查点开始重做血缘,减少了开销。

  • 对 RDD 进行 checkpoint 操作并不会马上被执行,必须执行 Action 操作才能触发。

代码调整

@Test
def cache{
  sc.setCheckpointDir("cp")
  val rdd = sc.makeRDD(List("Hello Scala", "Hello Spark"))
  val words = rdd.flatMap(_.split(" "))
  val wordOne = words.map(word=>{
    println("******")
    (word,1)
  })
  // 增加缓存,避免再重新跑一个 job 做 checkpoint
  wordOne.cache()
  // 数据检查点:针对 wordToOneRdd 做检查点计算
  wordOne.checkpoint()

  val wordCount: RDD[(String, Int)] = wordOne.reduceByKey(_+_)
  // 触发执行逻辑
  wordCount.collect().foreach(println)

  val group: RDD[(String, Iterable[Int])] = wordOne.groupByKey()
  group.collect().foreach(println)

}

结果:

截屏2021-09-24 上午9.54.43.png

cache、persist、checkpoint小结

cache

  • 优点:将数据临时存储在内存中进行数据重用,会在血缘关系中添加新的依赖,一旦出现问题,可以重头读取数据。
  • 缺点:数据量大会造成OOM。

persist

  • 优点: 将数据临时存储在磁盘文件中进行数据重用涉及到磁盘IO,性能较低,但是数据安全。
  • 缺点:如果作业执行完毕,临时保存的数据文件就会丢失。

checkpoint

  • 优点: 将数据长久地保存在磁盘文件中进行数据重用涉及到磁盘IO,性能较低,但是数据安全。
  • 缺点:为了保证数据安全,会独立执行作业。
  • 优化:为了能够提高效率,一般情况下,是需要和cache联合使用。
  • tips:执行过程中,会切断血缘关系,重新建立新的血缘关系,checkpoint等同于改变数据源。