Spark的工作原理

下面我们来分析一下Spark的工作原理 来看这个图
在这里插入图片描述
首先看中间是一个Spark集群,可以理解为是Spark的 standalone集群,集群中有6个节点
左边是Spark的客户端节点,这个节点主要负责向Spark集群提交任务,假设在这里我们向Spark集群提交 了一个任务

那这个Spark任务肯定会有一个数据源,数据源在这我们使用HDFS,就是让Spark计算HDFS中的数据。 当Spark任务把HDFS中的数据读取出来之后,它会把HDFS中的数据转化为RDD,RDD其实是一个弹性分 布式数据集,它其实是一个逻辑概念,在这你先把它理解为是一个数据集合就可以了,后面我们会详细分 析这个RDD。

在这里这个RDD你就可以认为是包含了我们读取的HDFS上的数据
其中这个RDD是有分区这个特性的,也就是一整份数据会被分成多份,
假设我们现在从HDFS中读取的这份数据被转化为RDD之后,在RDD中分成了3份,那这3份数据可能会分 布在3个不同的节点上面,对应这里面的节点1、节点2、节点3
这个RDD的3个分区的数据对应的是partiton-1、partition-2、partition-3
这样的好处是可以并行处理了,后期每个节点就可以计算当前节点上的这一个分区的数据。
这个计算思想是不是类似于MapReduce里面的计算思想啊,本地计算,但是有一点区别就是这个RDD的 数据是在内存中的。

假设现在这个RDD中每个分区中的数据有10w条
那接下来我们就想对这个RDD中的数据进行计算了,可以使用一些高阶函数进行计算,例如:flatMap、 map之类的
那在这我们先使用flatMap对数据进行处理,把每一行数据转成多行数据
此时flatMap这个函数就会在节点1、节点2和节点3上并行执行了。
计算之后的结果还是一个带有分区的RDD,那这个RDD我们假设存在节点4、节点5和节点6上面。 此时每个节点上面会有一个分区的数据,我们给这些分区数据起名叫partition-4、partition-5、 partition-6
正常情况下,前面节点1上的数据处理之后会发送到节点4上面 另外两个节点也是一样的。
后面可能还会通过map、或者其它的一些高阶函数对数据进行处理,当处理到最后一步的时候是需要把
数据存储起来的,在这我们选择把数据存储到hdfs上面,其实在实际工作中,针对这种离线计算,大部
分的结果数据都是存储在hdfs上面的,当然了也可以存储到其它的存储介质中。
好,那这个就是Spark的基本工作原理。
再梳理一下,首先通过Spark客户端提交任务到Spark集群,然后Spark任务在执行的时候会读取数据源
HDFS中的数据,将数据加载到内存中,转化为RDD,然后针对RDD调用一些高阶函数对数据进行处理,
中间可以调用多个高阶函数,最终把计算出来的结果数据写到HDFS中。
这里面的这个RDD是Spark的核心内容,那下面我们来详细分析一下这个RDD

什么是RDD

RDD通常通过Hadoop上的文件,即HDFS文件进行创建,也可以通过程序中的集合来创建
RDD是Spark提供的核心抽象,全称为Resillient Distributed Dataset,即弹性分布式数据集
那我们接下来来看一下这个弹性分布式数据集的特点

RDD的特点

弹性:RDD数据默认情况下存放在内存中,但是在内存资源不足时,Spark也会自动将RDD数据写入
磁盘
分布式:RDD在抽象上来说是一种元素数据的集合,它是被分区的,每个分区分布在集群中的不同节
点上,从而让RDD中的数据可以被并行操作
容错性:RDD最重要的特性就是提供了容错性,可以自动从节点失败中恢复过来
如果某个节点上的RDD partition,因为节点故障,导致数据丢了,那么RDD会自动通过自己的数据来源
重新计算该partition的数据。

Spark架构相关进程

下面我们来看一下Spark架构相关的进程信息
注意:在这里是以Spark的standalone集群为例进行分析。

  1. Driver
    我们编写的Spark程序就在Driver(进程)上,由Driver进程负责执行
    Driver进程所在的节点可以是Spark集群的某一个节点或者就是我们提交Spark程序的客户端节点。具体Driver进程在哪个节点上启动是由我们提交任务时指定的参数决定的。
  2. Master
    集群的主节点中启动的进程,主要负责集群资源的管理和分配,还有集群的监控等。
  3. Worker
    集群的从节点中启动的进程,主要负责启动其它进程来执行具体数据的处理和计算任务。
  4. Executor
    此进程由Worker负责启动,主要为了执行数据处理和计算。
  5. Task
    是一个线程由Executor负责启动,它是真正干活的。

Spark架构原理

下面来看一个图,通过刚才那几个进程,我们来分析一下Spark的架构原理
在这里插入图片描述

  1. 首先我们在spark的客户端机器上通过driver进程执行我们的Spark代码
    当我们通过spark-submit脚本提交Spark任务的时候Driver进程就启动了。
  2. Driver进程启动之后,会做一些初始化的操作,会找到集群master进程,对Spark应用程序进行注册
  3. 当Master收到Spark程序的注册申请之后,会发送请求给Worker,进行资源的调度和分配
  4. Worker收到Master的请求之后,会为Spark应用启动Executor进程
    会启动一个或者多个Executor,具体启动多少个,会根据你的配置来启动
  5. Executor启动之后,会向Driver进行反注册,这样Driver就知道哪些Executor在为它服务了
  6. Driver会根据我们对RDD定义的操作,提交一堆的task去Executor上执行
    task里面执行的其实就是具体的map、flatMap这些操作。
    这就是Spark架构的原理。

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