大数据入门第二十三天——SparkSQL（一）入门与使用

一、概述

　　1.什么是sparkSQL

　　根据官网的解释：

　　Spark SQL is a Spark module for structured data processing.

　　也就是说，sparkSQL是一个处理结构化数据的组件

　　更多的介绍，可以参见官网或者w3c：https://www.w3cschool.cn/spark_sql/spark_sql_introduction.html

　　中文简明介绍：

　　　　Spark SQL是Spark用来处理结构化数据的一个模块，它提供了一个编程抽象叫做DataFrame并且作为分布式SQL查询引擎的作用。（当然，现在还有DataSet）

　　2.与hive的关联

　　我们已经学习了Hive，它是将Hive SQL转换成MapReduce然后提交到集群上执行，大大简化了编写MapReduce的程序的复杂性，由于MapReduce这种计算模型执行效率比较慢。MapReduce计算过程中大量的中间磁盘落地过程消耗了大量的I/O，降低的运行效率。所以Spark SQL的应运而生，它是将Spark SQL转换成RDD，然后提交到集群执行，执行效率非常快！

　　3.spark SQL的特点

　　由官网介绍，可以知道，有以下特性：

　　　　1.易整合

　　　　2.统一的数据访问方式

　　　　3.兼容Hive

　　　　4.标准的数据连接

二、DataFrames

　　1.什么是DataFrames

　　与RDD类似，DataFrame也是一个分布式数据容器。然而DataFrame更像传统数据库的二维表格，除了数据以外，还记录数据的结构信息，即schema。　　

　　同时，与Hive类似，DataFrame也支持嵌套数据类型（struct、array和map）。从API易用性的角度上 看，DataFrame API提供的是一套高层的关系操作，比函数式的RDD API要更加友好，门槛更低。由于与R和Pandas的DataFrame类似，Spark DataFrame很好地继承了传统单机数据分析的开发体验。

　　2.1版本中的Dataset的区别与对比，参考：https://www.cnblogs.com/starwater/p/6841807.html

　　2.创建DataFrames

　　　　启动Hadoop（这里只使用start-dfs.sh启动hdfs，yarn暂时不起）

　　　　启动spark（在sbin/start-all.sh）

　　　　启动spark-shell：

[hadoop@mini1 ~]$ /home/hadoop/apps/spark-1.6.-bin-hadoop2./bin/spark-shell \
> --master spark://mini1:7077 \
> --executor-memory 1g \
> --total-executor-cores 

　　　　创建步骤：

　　1.在本地创建一个文件，有三列，分别是id、name、age，用空格分隔，然后上传到hdfs上

　　　　hdfs dfs -put person.txt /

　　2.在spark shell执行下面命令，读取数据，将每一行的数据使用列分隔符分割

　　　　val lineRDD = sc.textFile("hdfs://mini1:9000/person.txt").map(_.split(","))

　　3.定义case class（相当于表的schema）

　　　　case class Person(id:Int, name:String, age:Int)

　　4.将RDD和case class关联

　　　　val personRDD = lineRDD.map(x => Person(x(0).toInt, x(1), x(2).toInt))

　　5.将RDD转换成DataFrame

　　　　val personDF = personRDD.toDF

　　6.接下来就可以对DF进行处理了，例如：

　　　　

　　// select("id","name").show()等选择特定列（DSL风格）

　　3.DataFrame常用操作

　　　　DSL风格

　　　　查看内容：personDF.show

　　　　

　　　　查看指定列：personDF.select("id","name").show

　　　　

　　　　查看schema信息：personDF.printSchema

　　　　

　　　　列操作（age+1）：personDF.select(col("id"), col("name"), col("age") + 1).show

　　　　

　　　　过滤操作（age>=19）:personDF.filter(col("age") >= 19).show

　　　　

　　　　分组并统计：personDF.groupBy("age").count().show()

　　　　SQL风格

　　　　如果想使用SQL风格的语法，需要将DataFrame注册成表
　　　　personDF.registerTempTable("t_person")

　　　　然后，就可以使用 sqlContext.sql 来使用SQL风格的语法了！

　　　　查询年龄最大的前两名：SELECT * FROM t_person ORDER BY age DESC LIMIT 2

　　　　

　　　　显示表的Schema信息：DESC t_person

　　　　

三、以编程形式执行spark SQL

　　1.引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.spark</groupId>
    <artifactId>spark-sql_2.10</artifactId>
    <version>1.5.2</version>
</dependency>

　　// 项目依然使用之前的helloSpark

　　2.编写代码——通过反射推断Schema

package com.sql

import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.apache.spark.sql.SQLContext

object SQLDemo {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 提交集群
    // val conf = new SparkConf().setAppName("SQLDemo")
    // 本地运行
    val conf = new SparkConf().setAppName("SQLDemo").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)
    // 创建sql的交互接口
    val sqlContext = new SQLContext(sc)
    // 可以设置用户（与Hadoop类似）
    System.setProperty("user.name","hadoop")

    val personRDD = sc.textFile("hdfs://mini1:9000/person.txt").map(line => {
      val fields = line.split(",")
      // case class不用new，直接返回了一个Person
      Person(fields(0).toInt, fields(1), fields(2).toInt)
    })
    // 导入隐式转换，将rdd转换为DF（原RDD没有那个方法）
    import sqlContext.implicits._
    val personDF = personRDD.toDF

    // 可以使用DSL风格：personDF.show
    // 推荐使用熟悉的SQL风格，先转换再使用
    personDF.registerTempTable("t_person")
    val sql1 = "SELECT * FROM t_person ORDER BY age DESC LIMIT 2"
    sqlContext.sql(sql1).show()

    sc.stop()
  }
}
case class Person(id:Int, name:String, age:Int)

　　提交集群：如果需要参数的话需要在后面再追加相关参数即可

[hadoop@mini1 ~]$ /home/hadoop/apps/spark-1.6.3-bin-hadoop2.6/bin/spark-submit \
> --class com.sql.SQLDemo \
> --master spark://mini1:7077 \
> /home/hadoop/HelloSpark-2.0.jar

　　3.编写代码——通过StructType直接指定Schema

package cn.itcast.spark.sql

import org.apache.spark.sql.{Row, SQLContext}
import org.apache.spark.sql.types._
import org.apache.spark.{SparkContext, SparkConf}

/**
  * Created by ZX on 2015/12/11.
  */
object SpecifyingSchema {
  def main(args: Array[String]) {
    //创建SparkConf()并设置App名称
    val conf = new SparkConf().setAppName("SQL-2")
    //SQLContext要依赖SparkContext
    val sc = new SparkContext(conf)
    //创建SQLContext
    val sqlContext = new SQLContext(sc)
    //从指定的地址创建RDD（这里的RDD还是切割的Array，而不是Person了）
    val personRDD = sc.textFile(args(0)).map(_.split(" "))
    //通过StructType直接指定每个字段的schema
    val schema = StructType(
      List(
        StructField("id", IntegerType, true),
        StructField("name", StringType, true),
        StructField("age", IntegerType, true)
      )
    )
    //将RDD映射到rowRDD
    val rowRDD = personRDD.map(p => Row(p(0).toInt, p(1).trim, p(2).toInt))
    //将schema信息应用到rowRDD上
    val personDataFrame = sqlContext.createDataFrame(rowRDD, schema)
    //注册表
    personDataFrame.registerTempTable("t_person")
    //执行SQL
    val df = sqlContext.sql("select * from t_person order by age desc limit 4")
    //将结果以JSON的方式存储到指定位置
    df.write.json(args(1))
    //停止Spark Context
    sc.stop()
  }
}

　　结果处理：

6.对personDF进行处理

#(SQL风格语法)
personDF.registerTempTable("t_person")
sqlContext.sql("select * from t_person order by age desc limit 2").show
sqlContext.sql("desc t_person").show
val result = sqlContext.sql("select * from t_person order by age desc")

7.保存结果（sava已经是deprecated）
result.save("hdfs://hadoop.itcast.cn:9000/sql/res1")
result.save("hdfs://hadoop.itcast.cn:9000/sql/res2", "json")

#以JSON文件格式覆写HDFS上的JSON文件
import org.apache.spark.sql.SaveMode._
result.save("hdfs://hadoop.itcast.cn:9000/sql/res2", "json" , Overwrite)

8.重新加载以前的处理结果（可选）
sqlContext.load("hdfs://hadoop.itcast.cn:9000/sql/res1")
sqlContext.load("hdfs://hadoop.itcast.cn:9000/sql/res2", "json")