Spark优化(三):对多次使用的RDD进行持久化

对多次使用的RDD进行持久化


当你在Spark代码中多次对一个RDD做了算子操作后,恭喜,你已经实现Spark作业第一步的优化了,也就是尽可能复用RDD。此时就该在这个基础之上,进行第二步优化了,也就是要保证对一个RDD执行多次算子操作时,这个RDD本身仅仅被计算一次。


Spark中对于一个RDD执行多次算子的默认原理是这样的:每次你对一个RDD执行一个算子操作时,都会重新从源头处计算一遍,计算出那个RDD来,然后再对这个RDD执行你的算子操作。

这种方式的性能是很差的。


因此对于这种情况,我们的建议是:对多次使用的RDD进行持久化。此时Spark就会根据你的持久化策略,将RDD中的数据保存到内存或者磁盘中。以后每次对这个RDD进行算子操作时,都会直接从内存或磁盘中提取持久化的RDD数据,然后执行算子,而不会从源头处重新计算一遍这个RDD,再执行算子操作。

对多次使用的RDD进行持久化的代码示例

// 如果要对一个RDD进行持久化,只要对这个RDD调用cache()和persist()即可。

// 正确的做法。

// cache()方法表示:使用非序列化的方式将RDD中的数据全部尝试持久化到内存中。

// 此时再对rdd1执行两次算子操作时,只有在第一次执行map算子时,才会将这个rdd1从源头处计算一次。

// 第二次执行reduce算子时,就会直接从内存中提取数据进行计算,不会重复计算一个rdd。

val rdd1 = sc.textFile("hdfs://192.168.0.1:9000/hello.txt").cache()

rdd1.map(...)

rdd1.reduce(...)

 // persist()方法表示:手动选择持久化级别,并使用指定的方式进行持久化。

// 比如说,StorageLevel.MEMORY_AND_DISK_SER表示,内存充足时优先持久化到内存中,内存不充足时持久化到磁盘文件中。

// 而且其中的_SER后缀表示,使用序列化的方式来保存RDD数据,此时RDD中的每个partition都会序列化成一个大的字节数组,然后再持久化到内存或磁盘中。

// 序列化的方式可以减少持久化的数据对内存/磁盘的占用量,进而避免内存被持久化数据占用过多,从而发生频繁GC。

val rdd1 = sc.textFile("hdfs://192.168.0.1:9000/hello.txt").persist(StorageLevel.MEMORY_AND_DISK_SER)

rdd1.map(...)

rdd1.reduce(...)

对于persist()方法而言,我们可以根据不同的业务场景选择不同的持久化级别。

Spark的持久化级别

如何选择一种最合适的持久化策略:

  • 默认情况下,性能最高的当然是MEMORY_ONLY,但前提是你的内存必须足够足够大,可以绰绰有余地存放下整个RDD的所有数据。因为不进行序列化与反序列化操作,就避免了这部分的性能开销;对这个RDD的后续算子操作,都是基于纯内存中的数据的操作,不需要从磁盘文件中读取数据,性能也很高;而且不需要复制一份数据副本,并远程传送到其它节点上。但是这里必须要注意的是,在实际的生产环境中,恐怕能够直接用这种策略的场景还是有限的,如果RDD中数据比较多时(比如几十亿),直接用这种持久化级别,会导致JVM的OOM内存溢出异常。

  • 如果使用MEMORY_ONLY级别时发生了内存溢出,那么建议尝试使用MEMORY_ONLY_SER级别。该级别会将RDD数据序列化后再保存在内存中,此时每个partition仅仅是一个字节数组而已,大大减少了对象数量,并降低了内存占用。这种级别比MEMORY_ONLY多出来的性能开销,主要就是序列化与反序列化的开销。但是后续算子可以基于纯内存进行操作,因此性能总体还是比较高的。此外,可能发生的问题同上,如果RDD中的数据量过多的话,还是可能会导致OOM内存溢出的异常。

  • 如果纯内存的级别都无法使用,那么建议使用MEMORY_AND_DISK_SER策略,而不是MEMORY_AND_DISK策略。因为既然到了这一步,就说明RDD的数据量很大,内存无法完全放下。序列化后的数据比较少,可以节省内存和磁盘的空间开销。同时该策略会优先尽量尝试将数据缓存在内存中,内存缓存不下才会写入磁盘。

  • 通常不建议使用DISK_ONLY和后缀为_2的级别。因为完全基于磁盘文件进行数据的读写,会导致性能急剧降低,有时还不如重新计算一次所有RDD。后缀为_2的级别,必须将所有数据都复制一份副本,并发送到其它节点上,数据复制以及网络传输会导致较大的性能开销,除非是要求作业的高可用性,否则不建议使用。

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