Spark transformation算子案例

Spark支持两种RDD操作:transformation和action 
在本文中,将对几个常用的transformation算子进行案例演示,采用Java和Scala两种语言对代码进行编写 
其中,在Java版本中,将对transformation算子进行详细介绍

transformation常用算子介绍

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Java版本

@SuppressWarnings(value = {"unused"})
public class TransformationOperation {

    public static void main(String[] args) {
//      map();
//      filter();
//      flatMap();
//      groupByKey();
//      reduceByKey();
//      sortByKey();
//      join();
        cogroup();
    }

    /**
     * map算子案例:将集合中每一个元素都乘以2
     */
    private static void map(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("map")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 构造集合
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

        // 并行化集合,创建初始RDD
        JavaRDD<Integer> numberRDD = sc.parallelize(numbers);

        // 使用map算子,将集合中的每个元素都乘以2
        // map算子,是对任何类型的RDD,都可以调用的
        // 在Java中,map算子接收的参数是Function对象
        // 创建的Function对象,一定会让你设置第二个泛型参数,这个泛型类型,就是返回的新元素的类型
            // 同时call()方法的返回类型,也必须与第二个泛型类型同步
        // 在call()方法内部,就可以对原始RDD中的每一个元素进行各种处理和计算,并返回一个新的元素
        // 所有新的元素就会组成一个新的RDD
        JavaRDD<Integer> multipleNumberRDD = numberRDD.map(
                new Function<Integer, Integer>() {

                    private static final long serialVersionUID = 1L;

                    // 传入call()方法的,就是1,2,3,4,5
                    // 返回的就是2,4,6,8,10
                    @Override
                    public Integer call(Integer v1) throws Exception {
                        return v1 * 2;
                    }
        });

        // 打印新的RDD
        multipleNumberRDD.foreach(new VoidFunction<Integer>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public void call(Integer t) throws Exception {
                System.out.println(t);
            }
        });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }

    /**
     * filter算子案例:过滤集合中的偶数
     */
    private static void filter(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("fliter")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 模拟集合
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

        // 并行化集合,创建初始RDD
        JavaRDD<Integer> numberRDD = sc.parallelize(numbers);

        // 对初始RDD执行了filter算子,过滤出其中的偶数
        // filter算子,传入的也是Function,其他的使用注意点,实际上和map是一样的
        // 但是,唯一的不同,就是call()方法的返回类型是Boolean
        // 每一个初始RDD中的元素,都会传入call()方法,此时你可以执行各种自定义计算逻辑
        // 来判断这个元素是否是你想要的
        // 如果你想在新的RDD中保留这个元素,那么就返回true;否则,不想保留这个元素,返回false
        JavaRDD<Integer> evenNumberRDD = numberRDD.filter(
                new Function<Integer, Boolean>() {

                    private static final long serialVersionUID = 1L;

                    // 在这里,1到10,都会传入进来
                    // 但是根据我们的逻辑,只有2,4,6,8,10这几个偶数,会返回true
                    // 所以,只有偶数会保留下来,放在新的RDD中
                    @Override
                    public Boolean call(Integer v1) throws Exception {
                        return v1 % 2 ==0;
                    }
                });

        // 打印新的RDD
        evenNumberRDD.foreach(new VoidFunction<Integer>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public void call(Integer t) throws Exception {
                System.out.println(t);
            }
        });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }

    /**
     * flatMap案例:将文本行拆分为多个单词
     * 注:flatMap与map的区别
     *    map会针对每一条输入进行指定的操作,然后为每一条输入返回一个对象
     *    flatMap有两个操作:操作1==>同map函数一样,对每一条输入进行指定的操作,然后为每一条输入返回一个对象
     *                     操作2==>最后将所有对象合并未一个对象
     */
    private static void flatMap(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("flatMap")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 构造集合
        List<String> lineList = Arrays.asList("hello you", "hello me", "hello world");

        // 并行化集合,创建RDD
        JavaRDD<String> lines = sc.parallelize(lineList);

        // 对RDD执行flatMap算子,将每一行文本,拆分为多个单词
        // flatMap算子,在Java中,接收的参数FlatMapFunction
        // 我们需要自己定义FlatMapFunction的第二个泛型类型,即,代表了返回的新元素的类型
        // call()方法,返回的类型,不是U,而是Iterable<U>,这里的U也与第二个泛型类型相同
        // flatMap其实就是,接收原始RDD中的每个元素,并进行各种逻辑的计算和处理,返回可以返回
        // 多个元素,即封装在Iterable集合中,可以使用ArrayList等集合
        // 新的RDD中,即封装了所有的新元素;也就是说,新的RDD的大小一定是 >= 原始RDD的大小
        JavaRDD<String> words = lines.flatMap(new FlatMapFunction<String, String>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public Iterable<String> call(String t) throws Exception {
                return Arrays.asList(t.split(" "));
            }

        });

        // 打印新的RDD
        words.foreach(new VoidFunction<String>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public void call(String t) throws Exception {
                System.out.println(t);
            }
        });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }

    /**
     * groupByKey案例:按照班级对成绩进行分组
     */
    private static void groupByKey(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("groupByKey")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 模拟集合
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<String, Integer>> scoreList = Arrays.asList(
                new Tuple2<String, Integer>("class1", 80),
                new Tuple2<String, Integer>("class2", 75),
                new Tuple2<String, Integer>("class1", 90),
                new Tuple2<String, Integer>("class2", 65));

        // 并行化集合,创建JavaPairRDD
        // 注意:这里使用的是SparkContext的parallelizePairs()方法去创建JavaPairRDD
        // 与之前创建JavaRDD的方式有所不同
        JavaPairRDD<String, Integer> scores = sc.parallelizePairs(scoreList);

        // 针对scores RDD,执行groupByKey算子,对每个班级的成绩进行分组
        // groupByKey算子,返回的还是JavaPairRDD
        // 但是,JavaPairRDD的第一个泛型类型不变,第二个泛型类型变成Iterable这种集合类型
        // 也就是说,按照了key进行分组,那么每个key可能都会有多个value,此时多个value聚合成了Iterable
        // 那么接下来,我们是不是就可以通过groupedScores这种JavaPairRDD,很方便地处理某个分组内的数据
        JavaPairRDD<String, Iterable<Integer>> groupedScores = scores.groupByKey();

        // 打印groupedScores RDD
        groupedScores.foreach(new VoidFunction<Tuple2<String,Iterable<Integer>>>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public void call(Tuple2<String, Iterable<Integer>> t) throws Exception {
                System.out.println("class:" + t._1);
                Iterator<Integer> ite = t._2.iterator();
                while (ite.hasNext()) {
                    System.out.println(ite.next());
                }
                System.out.println("====================");
            }
        });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }

    /**
     * reduceByKey案例:统计每个班级的总分
     */
    private static void reduceByKey(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("reduceByKey")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 模拟集合
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<String, Integer>> scoreList = Arrays.asList(
                new Tuple2<String, Integer>("class1", 80),
                new Tuple2<String, Integer>("class2", 75),
                new Tuple2<String, Integer>("class1", 90),
                new Tuple2<String, Integer>("class2", 65));

        // 并行化集合,创建JavaPairRDD
        JavaPairRDD<String, Integer> scores = sc.parallelizePairs(scoreList);

        // 针对scores RDD,执行reduceByKey算子
        // reduceByKey,接收的参数是Function2类型,它有三个泛型参数,实际上代表了三个值
        // 第一个泛型类型和第二个泛型类型,代表了原始RDD中的元素的value的类型
            // 因此对每个key进行reduce,都会依次将第一个、第二个value传入,算出一个值之后,再传入第三个value
            // 因此此处,会自动定义两个泛型类型,代表call()方法的两个传入参数的类型
        // 第三个泛型类型,代表了每次reduce操作返回值的类型,默认也是与原始RDD的value类型相同的
        // reduceByKey算法返回的RDD,还是JavaPairRDD<key, value>
        JavaPairRDD<String, Integer> totalScores = scores.reduceByKey(
                new Function2<Integer, Integer, Integer>() {

                    private static final long serialVersionUID = 1L;

                    // 对每个key,都会将其value,依次传入call方法
                    // 从而聚合出每个key对应的一个value
                    // 然后,将每个key对应的一个value,组合成一个Tuple2。作为RDD的新元素
                    @Override
                    public Integer call(Integer v1, Integer v2) throws Exception {
                        return v1 + v2;
                    }
                });

        // 打印totalScores RDD
        totalScores.foreach(new VoidFunction<Tuple2<String,Integer>>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public void call(Tuple2<String, Integer> t) throws Exception {
                System.out.println(t._1 + ":" + t._2);
            }
        });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }

    /**
     * sortByKey操作:按照学生分数进行排序
     */
    private static void sortByKey(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("sortByKey")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 模拟集合
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<Integer, String>> scoreList = Arrays.asList(
                new Tuple2<Integer, String>(65, "leo"),
                new Tuple2<Integer, String>(50, "tom"),
                new Tuple2<Integer, String>(100, "marry"),
                new Tuple2<Integer, String>(80, "jack"));

        // 并行化集合,创建RDD
        JavaPairRDD<Integer, String> scores = sc.parallelizePairs(scoreList);

        // 对scores RDD执行sortByKey算子
        // sortByKey其实就是根据key进行排序,可以手动指定升序或者降序
        // false表示从大到小排列;true表示从小到大排列
        // 返回的,还是JavaPairRDD,其中的元素内容,都是和原始的RDD一模一样的
        // 但是就是RDD中的元素的顺序,不同了
        JavaPairRDD<Integer, String> sortedScores = scores.sortByKey(false);

        // 打印sortedScored RDD
        sortedScores.foreach(new VoidFunction<Tuple2<Integer,String>>() {

            private static final long serialVersionUID = 1L;

            @Override
            public void call(Tuple2<Integer, String> t) throws Exception {
                System.out.println(t._1 + ": " + t._2);
            }
        });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }

    /**
     * join案例:打印学生成绩
     */
    private static void join(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("join")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 模拟集合
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<Integer, String>> studentList = Arrays.asList(
                new Tuple2<Integer, String>(1, "leo"),
                new Tuple2<Integer, String>(2, "jack"),
                new Tuple2<Integer, String>(3, "tom"));

        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<Integer, Integer>> scoreList = Arrays.asList(
                new Tuple2<Integer, Integer>(1, 100),
                new Tuple2<Integer, Integer>(2, 90),
                new Tuple2<Integer, Integer>(3, 60));

        // 并行化两个RDD
        JavaPairRDD<Integer, String> students = sc.parallelizePairs(studentList);
        JavaPairRDD<Integer, Integer> scores = sc.parallelizePairs(scoreList);

        // 使用join算子关联两个RDD
        // join以后,还是会根据key进行join,并返回JavaPairRDD
        // 但是JavaPairRDD的第一个泛型类型,是之前两个JavaPairRDD都有的key类型,因为是该算子是通过key进行join的
        // 第二个泛型类型,是Tuple2<v1, v2>的类型,Tuple2的两个泛型分别为两个原始RDD的value的类型
        // join,就返回RDD的每一个元素,就是通过key join上的一个pair
        // 比如有(1,1)  (1,2)  (1,3)的一个RDD
            // 还有一个(1,4)  (2,1)  (2,2)的一个RDD
            // join以后,实际上会得到(1 (1,4))  (1 (2,4))  (1 (3,4))
            // 不会产生(2 (x,x))这样形式的,因为两个RDD中,通过join算子,只会join相同的key的RDD;
            // 而这两个RDD中,只有1这个key值是上下都有的,因此join之后,产生了上述的结果
        JavaPairRDD<Integer, Tuple2<String, Integer>> studentScores = students.join(scores);

        // 打印studentScores RDD
        studentScores.foreach(
                new VoidFunction<Tuple2<Integer,Tuple2<String,Integer>>>() {

                    private static final long serialVersionUID = 1L;

                    @Override
                    public void call(Tuple2<Integer, Tuple2<String, Integer>> t) throws Exception {
                        System.out.println("student id: " + t._1);
                        System.out.println("student name: " + t._2._1);
                        System.out.println("student score: " + t._2._2);
                        System.out.println("=========================");
                    }
                });

        // 关闭JavaSparkCont
        sc.close();
    }

    /**
     * cogroup案例:打印学生成绩
     */
    private static void cogroup(){
        // 创建SparkConf
        SparkConf conf = new SparkConf()
                .setAppName("cogroup")
                .setMaster("local");
        // 创建JavaSparkContext
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);

        // 模拟集合
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<Integer, String>> studentList = Arrays.asList(
                new Tuple2<Integer, String>(1, "leo"),
                new Tuple2<Integer, String>(2, "jack"),
                new Tuple2<Integer, String>(3, "tom"));

        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Tuple2<Integer, Integer>> scoreList = Arrays.asList(
                new Tuple2<Integer, Integer>(1, 100),
                new Tuple2<Integer, Integer>(2, 90),
                new Tuple2<Integer, Integer>(3, 60),
                new Tuple2<Integer, Integer>(1, 70),
                new Tuple2<Integer, Integer>(2, 80),
                new Tuple2<Integer, Integer>(1, 70),
                new Tuple2<Integer, Integer>(3, 50));

        // 并行化两个RDD
        JavaPairRDD<Integer, String> students = sc.parallelizePairs(studentList);
        JavaPairRDD<Integer, Integer> scores = sc.parallelizePairs(scoreList);

        // cogroup与join不用
        // 相当于是,一个key join上的所有value,都给放到一个Itreable里面去了
        // 而在join算子中,则不会Iterable里面,会一组一组的打印在控制台上
        JavaPairRDD<Integer, Tuple2<Iterable<String>, Iterable<Integer>>> studentScores =
                students.cogroup(scores);

        // 打印studentScores RDD
        studentScores.foreach(
                new VoidFunction<Tuple2<Integer,Tuple2<Iterable<String>,Iterable<Integer>>>>() {

                    private static final long serialVersionUID = 1L;

                    @Override
                    public void call(Tuple2<Integer, Tuple2<Iterable<String>, Iterable<Integer>>> t) throws Exception {
                        System.out.println("student id: " + t._1);
                        System.out.println("student name: " + t._2._1);
                        System.out.println("student score: " + t._2._2);
                        System.out.println("=========================");
                    }
                });

        // 关闭JavaSparkContext
        sc.close();
    }
}

Scala版本

object TransformationOperation {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
//    map()
//    filter()
//    flatMap()
//    groupByKey()
//    reduceByKey()
//    sortByKey()
//    join()
    cogroup()
  }

  def map(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("map").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val numbers = Array(1, 2, 3, 4, 5)
    val numberRDD = sc.parallelize(numbers, 1)
    val multipleNumberRDD = numberRDD.map { num => num*2 }

    multipleNumberRDD.foreach { num => println(num) }
  }

  def filter(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("map").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val numbers = Array(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
    val numbersRDD = sc.parallelize(numbers, 1)
    val evenNumberRDD = numbersRDD.filter { num => num % 2 == 0 }

    evenNumberRDD.foreach { num => println(num) }
  }

  def flatMap(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("flatMap").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val lineArray = Array("hello you", "hello me", "hello world")
    val lines = sc.parallelize(lineArray, 1)
    val words = lines.flatMap { line => line.split(" ") }

    words.foreach { word => println(word) }
  }

  def groupByKey(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("groupByKey").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val scoreList = Array(Tuple2("class1",80),
                          Tuple2("class2",75),
                          Tuple2("class1",90),
                          Tuple2("class2",60))
    val scores = sc.parallelize(scoreList, 1)
    val groupedScores = scores.groupByKey()

    groupedScores.foreach(
      score => {
        println(score._1)
        score._2.foreach { 
          singleScore => println(singleScore)
        }
        println("===================")
      }
    )
  }

  def reduceByKey(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("reduceByKey").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val scoreList = Array(Tuple2("class1",80),
                          Tuple2("class2",75),
                          Tuple2("class1",90),
                          Tuple2("class2",60))
    val scores = sc.parallelize(scoreList, 1)
    val totalScores = scores.reduceByKey(_ + _)

    totalScores.foreach(classScore => println(classScore._1 + ":" + classScore._2))
  }

  def sortByKey(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("sortByKey").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val scoreList = Array(Tuple2(65,"leo"),
                          Tuple2(50,"tom"),
                          Tuple2(100,"marry"),
                          Tuple2(85,"jack"))
    val scores = sc.parallelize(scoreList, 1)
    val sortedScores = scores.sortByKey(false)

    sortedScores.foreach(studentScore => println(studentScore._1 + ": " + studentScore._2))
  }

  def join(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("join").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val studentList = Array(Tuple2(1,"leo"),
                            Tuple2(2,"jack"),
                            Tuple2(3,"tom"))

    val scoreList = Array(Tuple2(1,100),
                          Tuple2(2,90),
                          Tuple2(3,60))

    val students = sc.parallelize(studentList, 1)
    val scores = sc.parallelize(scoreList, 1)

    val studentScores = students.join(scores)

    studentScores.foreach(
      studentScore => {
        println("student id:" + studentScore._1)
        println("student name:" + studentScore._2._1)
        println("student score:" + studentScore._2._2)
        println("=================================")
      }
    )
  }

  def cogroup(): Unit = {
    val conf = new SparkConf().setAppName("cogroup").setMaster("local")
    val sc = new SparkContext(conf)

    val studentList = Array(Tuple2(1,"leo"),
                            Tuple2(2,"jack"),
                            Tuple2(3,"tom"))

    val scoreList = Array(Tuple2(1,100),
                          Tuple2(2,90),
                          Tuple2(3,60),
                          Tuple2(1,70),
                          Tuple2(2,80),
                          Tuple2(1,70),
                          Tuple2(3,50))

    val students = sc.parallelize(studentList, 1)
    val scores = sc.parallelize(scoreList, 1)

    val studentScores = students.cogroup(scores)

    studentScores.foreach(
      studentScore => {
        println("student id:" + studentScore._1)
        println("student name:" + studentScore._2._1)
        println("student score:" + studentScore._2._2)
        println("=================================")
      }
    )
  }

}

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