一、RDD容错机制
- 当Spark集群中的某一个节点由于宕机导致数据丢失,则可以通过Spark中的RDD进行容错恢复已经丢失的数据。RDD提供了两种故障恢复的方式,分别是血统(Lineage)方式和设置检查点(checkpoint)方式。
(一)血统方式
- 根据RDD之间依赖关系对丢失数据的RDD进行数据恢复。若丢失数据的子RDD进行窄依赖运算,则只需要把丢失数据的父RDD的对应分区进行重新计算,不依赖其他节点,并且在计算过程中不存在冗余计算;若丢失数据的RDD进行宽依赖运算,则需要父RDD所有分区都要进行从头到尾计算,计算过程中存在冗余计算。
(二)设置检查点方式
- 本质是将RDD写入磁盘存储。当RDD进行宽依赖运算时,只要在中间阶段设置一个检查点进行容错,即Spark中的sparkContext调用
setCheckpoint()
方法,设置容错文件系统目录作为检查点checkpoint,将checkpoint的数据写入之前设置的容错文件系统中进行持久化存储,若后面有节点宕机导致分区数据丢失,则以从做检查点的RDD开始重新计算,不需要从头到尾的计算,从而减少开销。
二、RDD检查点
(一)RDD检查点机制
- RDD的检查点机制(Checkpoint)相当于对RDD数据进行快照,可以将经常使用的RDD快照到指定的文件系统中,最好是共享文件系统,例如HDFS。当机器发生故障导致内存或磁盘中的RDD数据丢失时,可以快速从快照中对指定的RDD进行恢复,而不需要根据RDD的依赖关系从头进行计算,大大提高了计算效率。
(二)与RDD持久化的区别
cache()
或者persist()
是将数据存储于机器本地的内存或磁盘,当机器发生故障时无法进行数据恢复,而检查点是将RDD数据存储于外部的共享文件系统(例如HDFS),共享文件系统的副本机制保证了数据的可靠性。- 在Spark应用程序执行结束后,cache()或者persist()存储的数据将被清空,而检查点存储的数据不会受影响,将永久存在,除非手动将其移除。因此,检查点数据可以被下一个Spark应用程序使用,而cache()或者persist()数据只能被当前Spark应用程序使用。
(三)RDD检查点案例演示
- 在
net.zhj.rdd
包里创建day06
子包,然后在子包里创建CheckPointDemo
对象
package net.zhj.rdd.day06
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
/**
* 功能:检查点演示
*/
object CheckPointDemo {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 创建Spark配置对象
val conf = new SparkConf()
.setAppName("CheckPointDemo") // 设置应用名称
.setMaster("local[*]") // 设置主节点位置(本地调试)
// 基于Spark配置对象创建Spark容器
val sc = new SparkContext(conf)
// 设置检查点数据存储路径(目录会自动创建的)
sc.setCheckpointDir("hdfs://master1:9000/spark-ck")
// 基于集合创建RDD
val rdd = sc.makeRDD(List(1, 1, 2, 3, 5, 8, 13))
// 过滤大于或等于5的数据,生成新的RDD
val rdd1 = rdd.filter(_ >= 5)
// 将rdd1持久化到内存
rdd1.cache(); // 相当于无参persist()方法
// 将rdd1标记为检查点
rdd1.checkpoint();
// 第一次行动算子 - 采集数据,将标记为检查点的RDD数据存储到指定位置
val result = rdd1.collect.mkString(", ")
println("rdd1的元素:" + result)
// 第二次行动算子 - 计算个数,直接从缓存里读取rdd1的数据,不用从头计算
val count = rdd1.count
println("rdd1的个数:" + count)
// 停止Spark容器
sc.stop()
}
}
-
上述代码使用
checkpoint()
方法将RDD标记为检查点(只是标记,遇到行动算子才会执行)。在第一次行动计算时,被标记为检查点的RDD的数据将以文件的形式保存在setCheckpointDir()
方法指定的文件系统目录中,并且该RDD的所有父RDD依赖关系将被移除,因为下一次对该RDD计算时将直接从文件系统中读取数据,而不需要根据依赖关系重新计算。 -
Spark建议,在将RDD标记为检查点之前,最好将RDD持久化到内存,因为Spark会单独启动一个任务将标记为检查点的RDD的数据写入文件系统,如果RDD的数据已经持久化到了内存,将直接从内存中读取数据,然后进行写入,提高数据写入效率,否则需要重复计算一遍RDD的数据。
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三、共享变量
- 通常情况下,Spark应用程序运行的时候,Spark算子(例如
map(func)
或filter(func))
中的函数func会被发送到远程的多个Worker节点上执行,如果一个算子中使用了某个外部变量
,该变量就会复制到Worker节点的每一个Task任务中,各个Task任务对变量的操作相互独立。当变量所存储的数据量非常大时(例如一个大型集合)将增加网络传输及内存的开销。因此,Spark提供了两种共享变量:广播变量和累加器。
(一)广播变量
- 广播变量是将一个变量通过广播的形式发送到每个Worker节点的缓存中,而不是发送到每个Task任务中,各个Task任务可以共享该变量的数据。因此,广播变量是只读的。
- 准备工作:在
/home
目录里创建data.txt
上传到HDFS的/park
目录
1、默认情况下变量的传递
map()
算子传入的函数中使用外部变量arr
- 上述代码中,传递给map()算子的函数
(_, arr)
会被发送到Executor
端执行,而变量arr
将发送到Worker节点
的所有Task任务
中。变量arr传递的流程如下图所示。 - 假设变量
arr
存储的数据量大小有100MB
,则每一个Task任务都需要维护100MB
的副本,若某一个Executor
中启动了3
个Task任务,则该Executor
将消耗300MB
内存。
2、使用广播变量时变量的传递
-
广播变量其实是对普通变量的封装,在分布式函数中可以通过Broadcast对象的
value
方法访问广播变量的值 -
使用广播变量将数组
arr
传递给map()
算子 - 上述代码使用
broadcast()
方法向集群发送(广播)了一个只读变量,该方法只发送一次,并返回一个广播变量broadcastVar
,该变量是一个org.apache.spark.broadcast.Broadcast
对象。Broadcast对象是只读的,缓存在集群的每个Worker节点中。使用广播变量进行变量传递的流程如下图所示。 - Worker节点的每个Task任务共享唯一的一份广播变量,大大减少了网络传输和内存开销。
- 通过遍历算子输出
arr
结果
-
上述代码由于
sum
变量在Driver
中定义,而累加操作sum = sum + x
会发送到Executor
中执行,因此输出结果不正确。
3、使用累加器
- 对一个整型数组求和
- 上述代码通过调用SparkContext对象的
longAccumulator ()
方法创建了一个Long
类型的累加器,默认初始值为0
。也可以使用doubleAccumulator()
方法创建Double
类型的累加器。 - 累加器只能在
Driver端定义
,在Executor端更新
。Executor端不能读取累加器的值,需要在Driver端
使用value
属性读取。