[Spark] 01 - What is Spark

大数据

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云计算概念

一、课程资源

厦大课程：Spark编程基础(Python版)

优秀博文：Spark源码分析系列（目录）

二、大数据特点

大数据4V特性

Volumn, Variety, Velocity, Value。

思维方式

通过数据发现问题，再解决问题。

全样分析，精确度的要求降低。

三、分布式方案

分布式存储

• • 分布式文件系统：GFS/HDFS
  • 分布式数据库：BigTable/HBase
  • NoSql

分布式处理

• • map/reduce【面向批处理】
  • Spark【面向批处理】
  • Flink

四、大数据计算模式

(1) 批处理计算

(2) 流计算

S4, Flume, Storm

(3) 图计算

GIS系统，Google Pregel， 有专门图计算的工具。

(4) 查询分析计算

Google Dremel, Hive, Cassandra, Impala等。

五、大数据服务

SaaS, PaaS, IaaS

六、大数据分析环境

流程：ETL (Spark) --> Dataware house (HDFS, Cassandra, HBase) --> Data analysis (Spark) --> Reporting & visualization

Lambda 架构：同时处理“实时”和“离线”的部分。

生态系统

一、Hadoop 生态系统

Tez	构建有向无环图。
Hive	数据仓库，用于企业决策，表面上写得是sql，实际转换为了mapReduce语句。
Pig	类似sql语句的脚本语言，可以嵌套在其他语言中。（提供轻量级sql接口）
Oozie	先完成什么，再完成什么。
Zookeeper	集群管理，哪台机器是什么角色。
Hbase	面向列的存储，随机读写；HDFS是顺序读写。
Flume	日志收集。
Sqoop	关系型数据库导入Hadoop平台。主要用于在Hadoop(Hive)与传统的数据库间进行数据的传递
Ambari	部署和管理一整套的各个套件。

二、Spark 生态系统

三、Flink

Java派别的Spark竞争对手。

基于“流处理”模型，实时性比较好。

Goto: 第一次有人把Apache Flink说的这么明白！

四、Beam

翻译成Flink or Spark的形式，类似于 Keras，试图统一接口。

Goto: Apache Beam -- 简介

引入 Spark

一、年轻

二、代码简洁

// word count.
rdd = sc.textFile("input.csv")

wordCounts = rdd.map(lambda line: line.split(","))　　\
                .map(lambda word: (word, 1))　　\
                .reduceByKey(lambda x, y: x+y).collect()

Spark的设计与运行原理

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原理分析

一、基本概念

(1) RDD 数据抽象

RDD: 弹性分布式数据集（内存中），存储资料的基本形式。

分区数量可以 动态变化。

(2) DAG 有向无环图

(3) 运行在Executor上的工作单元 - Task

“进程”派生出很多“线程”，然后完成每一个任务。

Executor进程，驻留在每一个work node上的。

(4) 作业 - Job

一个作业包含多个RDD。

一个作业分解为多组任务，每一组的集合就是 Stage。

(5) Applicaiton

用户编写的spark程序。

二、鸟瞰图

基本运行框架。其中，Cluster Manager: spark自带的、Yarn等等。

三、申请资源过程

1. 主节点 Spark Driver (指挥所, 创建sc即指挥官) 向 Cluster Manager (Yarn) 申请资源。
2. 启动 Executor进程，并且向它发送 code 和 files。
3. 应用程序在 Executor进程 上派发出线程去执行任务。
4. 最后把结果返回给 主节点 Spark Driver，写入HDFS or etc.

四、运行基本流程

SparkContext解析代码后，生成DAG图。

DAG Scheduler

一、 Resilient Distributed Dataset (RDD)

(1) 高度受限 - 只读

本质是：一个 "只读的" 分区记录集合。

Transformation 过程中，RDD --> RDD，期间允许“修改”。

(2) 两种“粗粒度”操作

* Action类型。(触发计算得到结果)
* Transformation类型。（只是做了个意向记录）

"细粒度" 怎么办？例如：网页爬虫，细粒度更新。

因为提供了更多的操作，这些 “操作的组合” 也可以做“相同的事情“。

(3) 更多的"操作"

比如：map, filter, groupBy, join

之所以”高效“，是因为管道化机制。所以不需要保存磁盘，输入直接对接上一次输出即可。

(4) 天然容错机制

数据复制，记录日志（关系数据库），但，这样开销太大了。

Spark是天然容错性：DAG，可以根据前后节点反推出错误的节点内容。

二、RDD优化

根据 “宽依赖” 划分 “阶段” 的过程。

“宽依赖” 是啥

一个父亲对多个儿子。

例如：groupByKey, join操作。

要点：若是宽依赖，则可划分为多个”阶段“。

“阶段” 如何划分

因为这样符合优化原理。

为何要划分 “阶段”

(a) 窄依赖：不要”落地“，好比不用”写磁盘“，形成管道化的操作。

原本的 "窄依赖" 操作流程。

优化后的操作流程。

(b) 宽依赖：就会遇到shuffle操作，意味着“写磁盘”的一次操作。

划分阶段实战

“窄依赖”：多个父亲对应一个儿子，不会阻碍效率。

内存有限的情况下 Spark 如何处理 T 级别的数据？

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Ref: https://www.zhihu.com/question/23079001

/* implement */

End.