【Spark Java API】broadcast、accumulator

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broadcast

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官方文档描述：

1. Broadcast a read-only variable to the cluster, returning a
2. [[org.apache.spark.broadcast.Broadcast]] object for reading it in distributed functions.
3. The variable will be sent to each cluster only once.

函数原型：

1. def broadcast[T](value: T): Broadcast[T]

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洗牌操作分开。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。

源码分析：

1. def broadcast[T: ClassTag](value: T): Broadcast[T] = {
2. assertNotStopped()
3. if (classOf[RDD[_]].isAssignableFrom(classTag[T].runtimeClass)) {
4. // This is a warning instead of an exception in order to avoid breaking user programs that
5. // might have created RDD broadcast variables but not used them:
6. logWarning("Can not directly broadcast RDDs; instead, call collect() and "
7. + "broadcast the result (see SPARK-5063)")
8. }
9. val bc = env.broadcastManager.newBroadcast[T](value, isLocal)
10. val callSite = getCallSite
11. logInfo("Created broadcast " + bc.id + " from " + callSite.shortForm)
12. cleaner.foreach(_.registerBroadcastForCleanup(bc))
13. bc
14. }

实例：

1. List<Integer> data = Arrays.asList(5, 1, 1, 4, 4, 2, 2);
2. JavaRDD<Integer> javaRDD = javaSparkContext.parallelize(data,5);
3. final Broadcast<List<Integer>> broadcast = javaSparkContext.broadcast(data);
4. JavaRDD<Integer> result = javaRDD.map(new Function<Integer, Integer>() {
5. List<Integer> iList = broadcast.value();
6. @Override
7. public Integer call(Integer v1) throws Exception {
8. Integer isum = 0;
9. for(Integer i : iList)
10. isum += i;
11. return v1 + isum;
12. }
13. });
14. System.out.println(result.collect());

accumulator

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官方文档描述：

1. Create an [[org.apache.spark.Accumulator]] variable of a given type, which tasks can "add"
2. values to using the `add` method. Only the master can access the accumulator's `value`.

函数原型：

1. def accumulator[T](initialValue: T, accumulatorParam: AccumulatorParam[T]): Accumulator[T]
2. def accumulator[T](initialValue: T, name: String, accumulatorParam: AccumulatorParam[T])
3. : Accumulator[T]

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sum。Spark原生地只支持数字类型的累加器，开发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。

源码分析：

1. def accumulator[T](initialValue: T, name: String)(implicit param: AccumulatorParam[T])
2. : Accumulator[T] = {
3. val acc = new Accumulator(initialValue, param, Some(name))
4. cleaner.foreach(_.registerAccumulatorForCleanup(acc))
5. acc
6. }

实例：

1. class VectorAccumulatorParam implements AccumulatorParam<Vector> {
2. @Override
3. //合并两个累加器的值。
4. //参数r1是一个累加数据集合
5. //参数r2是另一个累加数据集合
6. public Vector addInPlace(Vector r1, Vector r2) {
7. r1.addAll(r2);
8. return r1;
9. }
10. @Override
11. //初始值
12. public Vector zero(Vector initialValue) {
13. return initialValue;
14. }
15. @Override
16. //添加额外的数据到累加值中
17. //参数t1是当前累加器的值
18. //参数t2是被添加到累加器的值
19. public Vector addAccumulator(Vector t1, Vector t2) {
20. t1.addAll(t2);
21. return t1;
22. }
23. }
24. List<Integer> data = Arrays.asList(5, 1, 1, 4, 4, 2, 2);
25. JavaRDD<Integer> javaRDD = javaSparkContext.parallelize(data,5);
26. final Accumulator<Integer> accumulator = javaSparkContext.accumulator(0);
27. Vector initialValue = new Vector();
28. for(int i=6;i<9;i++)
29. initialValue.add(i);
30. //自定义累加器
31. final Accumulator accumulator1 = javaSparkContext.accumulator(initialValue,new VectorAccumulatorParam());
32. JavaRDD<Integer> result = javaRDD.map(new Function<Integer, Integer>() {
33. @Override
34. public Integer call(Integer v1) throws Exception {
35. accumulator.add(1);
36. Vector term = new Vector();
37. term.add(v1);
38. accumulator1.add(term);
39. return v1;
40. }
41. });
42. System.out.println(result.collect());
43. System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~" + accumulator.value());
44. System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~" + accumulator1.value());