大数据开发学习2.0-Spark入门

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Spark概述

Spark是一种基于内存的快速、通用、可扩展的大数据分析计算引擎

Hadoop与Spark框架对比

  • Hadoop MR 框架

    从数据源获取数据,经过分析计算后,将结果输出到指定位置

    核心是一次计算,不适合迭代计算

Hadoop MR框架.png

  • Spark 框架

    支持迭代式计算,图形计算

    Spark框架比MR快的原因:中间结果不落盘

    SparkShuffle也是落盘的

Spark框架.png

Spark内置模块

Spark内置模块.png

  • Spark Core:实现了Spark的基本功能,包含任务调度、内存管理、错误恢复、与存储系统交互等模块。Spark Core中还包含了对弹性分布式数据集(Resilient Distributed DataSet,简称RDD)的API定义。
  • Spark SQL:是Spark用来操作结构化数据的程序包。通过Spark SQL,我们可以使用 SQL或者Apache Hive版本的HQL来查询数据。Spark SQL支持多种数据源,比如Hive表、Parquet以及JSON等。
  • Spark Streaming:是Spark提供的对实时数据进行流式计算的组件。提供了用来操作数据流的API,并且与Spark Core中的 RDD API高度对应。
  • Spark MLlib:提供常见的机器学习功能的程序库。包括分类、回归、聚类、协同过滤等,还提供了模型评估、数据 导入等额外的支持功能。
  • Spark GraphX:主要用于图形并行计算和图挖掘系统的组件。
  • 集群管理器:Spark设计为可以高效地在一个计算节点到数千个计算节点之间伸缩计算。为了实现这样的要求,同时获得最大灵活性,Spark支持在各种集群管理器(Cluster Manager)上运行,包括Hadoop YARN、Apache Mesos,以及Spark自带的一个简易调度器,叫作独立调度器。

Spark特点

  1. :相比于Hadoop的MR,Spark基于内存的计算要快100倍以上,基于硬盘的运算要快10倍。并且实现了高效的DAG执行引擎。计算的中间结果存在于内存中。

    DAG,有向无环图,在Hadoop中如果要实现DAG的计算需要在一个job结束后,手动提交第二个job,来实现DAG

  2. 易用:Spark支持Java、Python、和Scala的API,还支持超过80种高级算法,使用户可以快速构建不同的应用

  3. 通用:Spark提供了统一的解决方案。Spark可以用于,交互式查询(Spark SQL)、实时流处理(Spark Streaming)、机器学习(Spark MLlib)和图计算(GraphX)。这些不同类型的处理都可以在同一个应用中无缝使用。

  4. 兼容性:Spark可以非常方便地与其他的开源产品进行融合。比如,Spark可以使用Hadoop的YARNApache Mesos作为它的资源管理和调度器,并且可以处理所有Hadoop支持的数据,包括HDFS、HBase等。

Spark运行模式

部署Spark集群大体上分为两种模式:单机模式集群模式

下面详细列举了Spark目前支持的部署模式:

  1. Local模式:在本地部署单个Spark服务
  2. Standalone模式:Spark自带的任务调度模式
  3. YARN模式:Spark使用Hadoop的YARN组件进行资源与任务调度(常用)
  4. Mesos模式:Spark使用Mesos平台进行资源与任务的调度。

Spark安装地址

Local模式

Local模式就是运行在一台计算机上的模式

安装使用

上传解压安装包,并重命名为spark-local

 tar -zxvf spark-3.3.0-bin-hadoop3.2.tgz -C /opt/module/
 mv spark-3.3.0-bin-hadoop3.2 spark-local

spark-local目录下,使用官方求PI案例

bin/spark-submit \
--class org.apache.spark.examples.SparkPi \
--master local[2] \
./examples/jars/spark-examples_2.12-3.3.0.jar \
10

--class:表示要执行程序的主类; --master local[2]

local:没有指定线程数,则所有计算都运行在一个线程当中,没有任何并行计算

local[K]:指定使用K个Core来运行计算,比如local[2]就是运行2个Core来执行

local[*]默认模式。自动帮你按照CPU最多核来设置线程数

查看任务运行详情

再次运行求PI任务,增加任务次数

bin/spark-submit \
--class org.apache.spark.examples.SparkPi \
--master local[2] \
./examples/jars/spark-examples_2.12-3.3.0.jar \
1000

在任务运行还没有完成时,可登录hadoop102:4040查看程序运行结果

Standalone模式

Standalone模式是Spark自带的资源调度引擎,构建一个由Master + Worker构成的Spark集群,Spark运行在集群中

这里的Standalone是指只用Spark来搭建一个集群,不需要借助Hadoop的Yarn和Mesos等其他框架

集群角色

Master和Worker集群资源管理

Master:Spark特有资源调度系统的Leader。掌管着整个集群的资源信息

类似于Yarn框架中的ResourceManager

Worker:Spark特有资源调度系统的Slave,有多个。每个Slave掌管着所在节点的资源信息

类似于Yarn框架中的NodeManager

Master和Worker是Spark的守护进程、集群资源管理者,即Spark在特定模式(Standalone)下正常运行必须要有的后台常驻进程

Driver和Executor任务的管理者

Driver

  • Spark Shell中预加载的一个叫作sc的SparkContext对象
  • 把用户程序转为作业(Job)
  • 跟踪Executor的任务运行状况
  • 为执行器节点调度任务
  • UI展示应用运行状况

Executor:负责执行Spark的具体任务

Driver和Executor是临时程序,当有具体任务提交到Spark集群才会开启的程序

安装使用

再解压一份Spark安装包,并修改解压后的文件夹名称为spark-standalone

spark-standalone目录下的conf目录中修改配置文件

重命名workers.templateworkers,并修改,添加work节点

hadoop102
hadoop103
hadoop104

修改spark-env.sh文件,添加master节点

SPARK_MASTER_HOST=hadoop102
SPARK_MASTER_PORT=7077

分发spark

启动spark集群

sbin/start-all.sh

运行官方求PI案例

bin/spark-submit \
--class org.apache.spark.examples.SparkPi \
--master spark://hadoop102:7077 \
./examples/jars/spark-examples_2.12-3.3.0.jar \
10

--master spark://hadoop102:7077指定要连接的集群的master

页面查看http://hadoop102:8080/

参数说明

参数解释
--classSpark程序中包含主函数的类
--masterSpark程序运行的模式
--executor-memory 1G指定每个executor可用内存为1G
--total-executor-cores 2指定所有executor使用的cpu核数为2个
application-jar打包好的应用jar,包含依赖。这个URL在集群中全局可见。 比如hdfs:// 共享存储系统,如果是file:// path,那么所有的节点的path都包含同样的jar
application-arguments传给main()方法的参数

配置历史服务

重命名spark-default.conf.templatespark-default.conf,增加如下配置:

spark.eventLog.enabled          true
spark.eventLog.dir              hdfs://hadoop102:8020/directory

注意:需要启动Hadoop集群,HDFS上的目录需要提前存在

修改spark-env.sh文件,添加如下配置:

export SPARK_HISTORY_OPTS="
-Dspark.history.ui.port=18080 
-Dspark.history.fs.logDirectory=hdfs://hadoop102:8020/directory 
-Dspark.history.retainedApplications=30"

参数1含义:WEBUI访问的端口号为18080

参数2含义:指定历史服务器日志存储路径(读)

参数3含义:指定保存Application历史记录的个数,如果超过这个值,旧的应用程序信息将被删除,这个是内存中的应用数,而不是页面上显示的应用数

分发配置文件

启动历史服务

sbin/start-history-server.sh

查看Spark历史服务地址:hadoop102:18080

Yarn模式

安装使用

再解压一份Spark安装包,并修改解压后的文件夹名称为spark-yarn

修改conf目录下spark-env.sh,添加如下配置:

YARN_CONF_DIR=/opt/module/hadoop-3.1.3/etc/hadoop/

启动HDFS和YARN集群

执行一个程序

bin/spark-submit \
--class org.apache.spark.examples.SparkPi \
--master yarn \
./examples/jars/spark-examples_2.12-3.3.0.jar \
10

--master yarn,表示Yarn方式运行

配置历史服务

standalone模式下的方法相同

配置查看历史日志

为了能从Yarn上关联到Spark历史服务器,需要配置spark历史服务器关联路径。

目的:点击yarn(8088)上spark任务的history按钮,进入的是spark历史服务器(18080),而不再是yarn历史服务器(19888)

修改配置文件/opt/module/spark-yarn/conf/spark-defaults.conf,添加如下内容:

spark.yarn.historyServer.address=hadoop102:18080
spark.history.ui.port=18080

运行流程

Spark有yarn-client和yarn-cluster两种模式,主要区别在于:Driver程序的运行节点。

yarn-client:Driver程序运行在客户端,适用于交互、调试,希望立即看到app的输出。

yarn-cluster:Driver程序运行在由ResourceManager启动的APPMaster,适用于生产环境。