Spark的广播变量和累加器使用方法代码示例

技术  /  管理员 发布于 7年前   295

一、广播变量和累加器

通常情况下，当向Spark操作(如map,reduce)传递一个函数时，它会在一个远程集群节点上执行，它会使用函数中所有变量的副本。这些变量被复制到所有的机器上，远程机器上并没有被更新的变量会向驱动程序回传。在任务之间使用通用的，支持读写的共享变量是低效的。尽管如此，Spark提供了两种有限类型的共享变量，广播变量和累加器。

1.1 广播变量：

广播变量允许程序员将一个只读的变量缓存在每台机器上，而不用在任务之间传递变量。广播变量可被用于有效地给每个节点一个大输入数据集的副本。Spark还尝试使用高效地广播算法来分发变量，进而减少通信的开销。

Spark的动作通过一系列的步骤执行，这些步骤由分布式的shuffle操作分开。Spark自动地广播每个步骤每个任务需要的通用数据。这些广播数据被序列化地缓存，在运行任务之前被反序列化出来。这意味着当我们需要在多个阶段的任务之间使用相同的数据，或者以反序列化形式缓存数据是十分重要的时候，显式地创建广播变量才有用。

通过在一个变量v上调用SparkContext.broadcast(v)可以创建广播变量。广播变量是围绕着v的封装，可以通过value方法访问这个变量。举例如下：

scala> val broadcastVar = sc.broadcast(Array(1, 2, 3))broadcastVar: org.apache.spark.broadcast.Broadcast[Array[Int]] = Broadcast(0)scala> broadcastVar.valueres0: Array[Int] = Array(1, 2, 3)

在创建了广播变量之后，在集群上的所有函数中应该使用它来替代使用v.这样v就不会不止一次地在节点之间传输了。另外，为了确保所有的节点获得相同的变量，对象v在被广播之后就不应该再修改。

1.2 累加器：

累加器是仅仅被相关操作累加的变量，因此可以在并行中被有效地支持。它可以被用来实现计数器和总和。Spark原生地只支持数字类型的累加器，编程者可以添加新类型的支持。如果创建累加器时指定了名字，可以在Spark的UI界面看到。这有利于理解每个执行阶段的进程。（对于python还不支持）

累加器通过对一个初始化了的变量v调用SparkContext.accumulator(v)来创建。在集群上运行的任务可以通过add或者”+=”方法在累加器上进行累加操作。但是，它们不能读取它的值。只有驱动程序能够读取它的值，通过累加器的value方法。

下面的代码展示了如何把一个数组中的所有元素累加到累加器上:

scala> val accum = sc.accumulator(0, "My Accumulator")accum: spark.Accumulator[Int] = 0scala> sc.parallelize(Array(1, 2, 3, 4)).foreach(x => accum += x)...10/09/29 18:41:08 INFO SparkContext: Tasks finished in 0.317106 sscala> accum.valueres2: Int = 10

尽管上面的例子使用了内置支持的累加器类型Int,但是开发人员也可以通过继承AccumulatorParam类来创建它们自己的累加器类型。AccumulatorParam接口有两个方法：
zero方法为你的类型提供一个0值。
addInPlace方法将两个值相加。
假设我们有一个代表数学vector的Vector类。我们可以向下面这样实现：

object VectorAccumulatorParam extends AccumulatorParam[Vector] { def zero(initialValue: Vector): Vector = {  Vector.zeros(initialValue.size) } def addInPlace(v1: Vector, v2: Vector): Vector = {  v1 += v2 }}// Then, create an Accumulator of this type:val vecAccum = sc.accumulator(new Vector(...))(VectorAccumulatorParam)

在Scala里，Spark提供更通用的累加接口来累加数据，尽管结果的类型和累加的数据类型可能不一致（例如，通过收集在一起的元素来创建一个列表）。同时,SparkContext..accumulableCollection方法来累加通用的Scala的集合类型。

累加器仅仅在动作操作内部被更新，Spark保证每个任务在累加器上的更新操作只被执行一次，也就是说，重启任务也不会更新。在转换操作中，用户必须意识到每个任务对累加器的更新操作可能被不只一次执行，如果重新执行了任务和作业的阶段。

累加器并没有改变Spark的惰性求值模型。如果它们被RDD上的操作更新，它们的值只有当RDD因为动作操作被计算时才被更新。因此，当执行一个惰性的转换操作,比如map时，不能保证对累加器值的更新被实际执行了。下面的代码片段演示了此特性：

val accum = sc.accumulator(0)data.map { x => accum += x; f(x) }//在这里,accum的值仍然是0，因为没有动作操作引起map被实际的计算.

二.Java和Scala版本的实战演示

2.1 Java版本：

/** * 实例：利用广播进行黑名单过滤！ * 检查新的数据 根据是否在广播变量-黑名单内，从而实现过滤数据。 */public class BroadcastAccumulator { /**  * 创建一个List的广播变量  *  */ private static volatile Broadcast<List<String>> broadcastList = null; /**  * 计数器！  */ private static volatile Accumulator<Integer> accumulator = null; public static void main(String[] args) {  SparkConf conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").    setAppName("WordCountOnlineBroadcast");  JavaStreamingContext jsc = new JavaStreamingContext(conf, Durations.seconds(5));  /**   * 注意：分发广播需要一个action操作触发。   * 注意：广播的是Arrays的asList 而非对象的引用。广播Array数组的对象引用会出错。   * 使用broadcast广播黑名单到每个Executor中！   */  broadcastList = jsc.sc().broadcast(Arrays.asList("Hadoop","Mahout","Hive"));  /**   * 累加器作为全局计数器！用于统计在线过滤了多少个黑名单！   * 在这里实例化。   */  accumulator = jsc.sparkContext().accumulator(0,"OnlineBlackListCounter");  JavaReceiverInputDStream<String> lines = jsc.socketTextStream("Master", 9999);  /**   * 这里省去flatmap因为名单是一个个的！   */  JavaPairDStream<String, Integer> pairs = lines.mapToPair(new PairFunction<String, String, Integer>() {   @Override   public Tuple2<String, Integer> call(String word) {    return new Tuple2<String, Integer>(word, 1);   }  });  JavaPairDStream<String, Integer> wordsCount = pairs.reduceByKey(new Function2<Integer, Integer, Integer>() {   @Override   public Integer call(Integer v1, Integer v2) {    return v1 + v2;   }  });  /**   * Funtion里面 前几个参数是 入参。   * 后面的出参。   * 体现在call方法里面！   *   */  wordsCount.foreach(new Function2<JavaPairRDD<String, Integer>, Time, Void>() {   @Override   public Void call(JavaPairRDD<String, Integer> rdd, Time time) throws Exception {    rdd.filter(new Function<Tuple2<String, Integer>, Boolean>() {     @Override     public Boolean call(Tuple2<String, Integer> wordPair) throws Exception {      if (broadcastList.value().contains(wordPair._1)) {       /**        * accumulator不仅仅用来计数。        * 可以同时写进数据库或者缓存中。        */       accumulator.add(wordPair._2);       return false;      }else {       return true;      }     };     /**      * 广播和计数器的执行，需要进行一个action操作！      */    }).collect();    System.out.println("广播器里面的值"+broadcastList.value());    System.out.println("计时器里面的值"+accumulator.value());    return null;   }  });  jsc.start();  jsc.awaitTermination();  jsc.close(); } }

2.2 Scala版本

package com.Streamingimport java.utilimport org.apache.spark.streaming.{Duration, StreamingContext}import org.apache.spark.{Accumulable, Accumulator, SparkContext, SparkConf}import org.apache.spark.broadcast.Broadcast/** * Created by lxh on 2016/6/30. */object BroadcastAccumulatorStreaming { /** * 声明一个广播和累加器！ */ private var broadcastList:Broadcast[List[String]] = _ private var accumulator:Accumulator[Int] = _ def main(args: Array[String]) { val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local[4]").setAppName("broadcasttest") val sc = new SparkContext(sparkConf) /**  * duration是ms  */ val ssc = new StreamingContext(sc,Duration(2000)) // broadcastList = ssc.sparkContext.broadcast(util.Arrays.asList("Hadoop","Spark")) broadcastList = ssc.sparkContext.broadcast(List("Hadoop","Spark")) accumulator= ssc.sparkContext.accumulator(0,"broadcasttest") /**  * 获取数据！  */ val lines = ssc.socketTextStream("localhost",9999) /**  * 1.flatmap把行分割成词。  * 2.map把词变成tuple(word,1)  * 3.reducebykey累加value  * (4.sortBykey排名)  * 4.进行过滤。 value是否在累加器中。  * 5.打印显示。  */ val words = lines.flatMap(line => line.split(" ")) val wordpair = words.map(word => (word,1)) wordpair.filter(record => {broadcastList.value.contains(record._1)}) val pair = wordpair.reduceByKey(_+_) /**  * 这个pair 是PairDStream<String, Integer>  * 查看这个id是否在黑名单中，如果是的话，累加器就+1  *//* pair.foreachRDD(rdd => {  rdd.filter(record => {  if (broadcastList.value.contains(record._1)) {   accumulator.add(1)   return true  } else {   return false  }  }) })*/ val filtedpair = pair.filter(record => {  if (broadcastList.value.contains(record._1)) {   accumulator.add(record._2)   true  } else {   false  }  }).print println("累加器的值"+accumulator.value) // pair.filter(record => {broadcastList.value.contains(record._1)}) /* val keypair = pair.map(pair => (pair._2,pair._1))*/ /**  * 如果DStream自己没有某个算子操作。就通过转化transform！  */ /* keypair.transform(rdd => {  rdd.sortByKey(false)//TODO })*/ pair.print() ssc.start() ssc.awaitTermination() }}

总结

以上就是本文关于Spark的广播变量和累加器使用方法代码示例的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以参阅：详解Java编写并运行spark应用程序的方法  、 Spark入门简介等，有什么问题可以随时留言，小编会及时回复大家。感谢朋友们对站的支持。