RDD(三)——transformation_value类型

map(func)

返回一个新的RDD，该RDD由每一个输入元素经过func函数转换后组成。有多少个元素，func就被执行多少次。

mapPartitions(func)

类似于map，但是，map函数是独立地在RDD的每一个分区上运行，因此在类型为T的RDD上运行时，func的函数类型必须是Iterator[T] => Iterator[U]（批量地接受数据，批量地返回数据）。

def main(args: Array[String]): Unit = {
    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))

    val rawData: RDD[Int] = sc.parallelize(Array[Int](1, 2, 3))

    val processedWithMap: RDD[Int] = rawData.map(_ * 2)

    val processedWithMappartition: RDD[Int] = rawData.mapPartitions(x => x.map(_ * 2))

    processedWithMap.collect().foreach(println)
    processedWithMappartition.collect().foreach(println)
  }

着两个函数都能正确地返回数据处理结果：

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map与mapPartitions函数的比较：

map函数是以元素为单位，一条一条地处理数据。mapPartitions函数是以分区为单位，一个分区一个分区地处理数据。

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从线程间通信的角度来看，map函数是一条一条的交换数据，通信效率比较低；而mapPartitions函数是一个分区一个分区地交换数据，通信效率比较高，但是若分区的数据未处理完，一整个分区的数据都得不到释放，可能导致OOM问题。

mapPartitionsWithIndex(func)

类似于mapPartitions，但func带有一个整数参数表示分片的索引值，因此在类型为T的RDD上运行时，func的函数类型必须是(Int, Interator[T]) => Iterator[U]；（一个是int数据类型，一个是遍历器数据类型）;这个index的传入为使得unc函数可以访问分区索引。

 def main(args: Array[String]): Unit = {

    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))

    val rdd = sc.parallelize(Array("one","two","three","four"),4)

    val indexRdd = rdd.mapPartitionsWithIndex((index,items)=>(items.map((index,_))))

    indexRdd.foreach(println)
  }

flatMap(func)

类似于map，但是每一个输入元素可以被映射为0或多个输出元素。它的函数类型是f: T => TraversableOnce[U]

def main(args: Array[String]): Unit = {
    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))

    val raw: RDD[String] = sc.parallelize(Array(("hello spark"), ("hello scala")))
    val splitor: RDD[String] = raw.flatMap(_.split(" "))
   splitor.collect().foreach(println);
  }

打印结果为：

hello
spark
hello
scala

glom()

将每一个分区形成一个数组，形成新的RDD类型RDD[Array[T]]，这个rdd中的每个元素都是一个数组类型，数组中包含的是相应分区的所有元素。

def main(args: Array[String]): Unit = {
    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))
    val raw: RDD[Int] = sc.parallelize(1 to 16, 4)
    val processed: RDD[Array[Int]] = raw.glom()
    val results: Array[Array[Int]] = processed.collect()
    for(result <- results){
      result.foreach(print)
      println()
    }
  }

打印结果为：

1234
5678
9101112
13141516

groupBy(func)

分组，按照传入函数的返回值进行分组。将相同的key对应的值放入一个迭代器。函数类型为f: T => K，也就是根据计算结果的不同将数据投入到不同的分区。其中有shuffle过程。

def main(args: Array[String]): Unit = {

    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("spark"))
    val raw: RDD[Int] = sc.parallelize(1 to 10)
    val processed: RDD[(Int, Iterable[Int])] = raw.groupBy(_ % 2)
    processed.saveAsTextFile("E:/idea/spark2/out/groupby")
  }

分别查看两个分区文件：(0,CompactBuffer(2, 4, 6, 8, 10)) (1,CompactBuffer(1, 3, 5, 7, 9))

filter(func)

过滤。返回一个新的RDD，该RDD由经过func函数计算后返回值为true的输入元素组成。函数类型为：f: T => Boolean

问题是：该函数是否存在shuffle过程

 def main(args: Array[String]): Unit = {

    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("spark"))
    val raw: RDD[Int] = sc.parallelize(1 to 16,4)
    raw.saveAsTextFile("E:/idea/spark2/out/filter_before")
    val processed: RDD[Int] = raw.filter(_ % 2 == 0)
    processed.saveAsTextFile("E:/idea/spark2/out/filter_after")
  }

查看文件，每个对应的分区文件在过滤之后元素变少，但是元素并没有出现跨文件的移动。据此判断filter没有shuffle过程。

sample(withReplacement, fraction, seed)

以指定的随机种子随机抽样出数量为fraction的数据，withReplacement表示是抽出的数据是否放回，true为有放回的抽样，false为无放回的抽样，seed用于指定随机数生成器种子。

def main(args: Array[String]): Unit = {
    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))
    val raw: RDD[Int] = sc.parallelize(0 to 9)
    raw.sample(true,4,3).collect().foreach(println)
    println("----------")
    raw.sample(true,0.4,3).collect().foreach(println)
    println("----------")
    raw.sample(false,0.5,3).collect().foreach(println)
    println("----------")
    raw.sample(false,0.5,3).collect().foreach(println)
  }
}
//最后两次打印的结果是一样的；这说明，固定这三个参数，每次随机抽样的结果是一定的。

@param withReplacement can elements be sampled multiple times (replaced when sampled out)
* @param fraction expected size of the sample as a fraction of this RDD's size
*  without replacement: probability that each element is chosen; fraction must be [0, 1]
*  with replacement: expected number of times each element is chosen; fraction must be greater
*  than or equal to 0
* @param seed seed for the random number generator
*

/*

种子：根据这个种子，结合给定的算法，会生成一个随机数序列，由seed生成A，再由A生成B，由B生成C。。。种子一定，后面的随机数也是一定的

但是这里的fraction参数如何影响样本容量。

*/

coalesce(numPartitions) 案例

缩减分区数，用于大数据集过滤后，提高小数据集的执行效率。

如何缩减：将分区中的数据简单地加以合并，因此可能会导致数据在分区间的不平衡，也就是数据倾斜。

部分函数源代码如下：

def coalesce(numPartitions: Int, shuffle: Boolean = false,
               partitionCoalescer: Option[PartitionCoalescer] = Option.empty)

从中可以看出：该函数默认的shuffle机制是关闭状态，也就是简单地将一个分区的数据转移到另外一个分区。比如原先有4个分区1，2，3，4，现在将分区数缩减为2，那么1，2合并为1个分区，3，4合并为一个分区。由于没有shuffle过程的存在，转换速度快，但是可能会导致数据倾斜问题，比如，两个分区数据量比较大，合并为一个大分区，而两外两个分区数据量小，合并为一个小分区。

下面来验证这一机制，紧接着filter算子的案例：

def main(args: Array[String]): Unit = {

    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))
    val raw: RDD[Int] = sc.parallelize(1 to 16,4)
    val processed: RDD[Int] = raw.filter(_ % 2 == 0)
    val coalsesced: RDD[Int] = processed.coalesce(2)
    coalsesced.saveAsTextFile("E:/idea/spark2/out/coalesce_afterwithshuffle")
  }

filter之后，四个分区的数据依次为：2 4，6 8，10 12，14 16，

在coalesce之后，两个分区的数据依次为：2 4 6 8 ，10 12 14 16；

启动coalesce的shuffle机制：

val coalsesced: RDD[Int] = processed.coalesce(2，true)

 在coalesce之后，两个分区的数据依次为：2 6 10 14，4 8 12 16；

repartition(numPartitions)

根据分区数，重新通过网络随机洗牌所有数据。
部分源代码如下：

  def repartition(numPartitions: Int)(implicit ord: Ordering[T] = null): RDD[T] = withScope {
    coalesce(numPartitions, shuffle = true)
  }

它在底层调用了coalsesce函数，并且默认开启了shuffle机制。

sortBy(func,[ascending], [numTasks]) 

使用func先对数据进行处理，按照处理后的数据比较结果排序，默认为正序。存在shuffle

def sortBy[K](
      f: (T) => K,//根据数据，得到排序的key
      ascending: Boolean = true,
      numPartitions: Int = this.partitions.length)//如果没有指定分区数，采用RDD之前的分区数

示例代码如下：

def main(args: Array[String]): Unit = {
    val sc: SparkContext = new SparkContext(new SparkConf()
      .setMaster("local[*]").setAppName("spark"))
    val raw: RDD[Int] = sc.parallelize(Array(4, 8, 7, 5, 9, 2, 1, 6, 3), 4)
    val sorted: RDD[Int] = raw.sortBy(x => x, true)
    sorted.saveAsTextFile("E:/idea/spark2/out/sorted")
  }

各个文件中的结果为：1 2 3，4 5，6 7，8 9