Spark基础入门(二)--------DAG与RDD依赖

一、 DAG定义

DAG每个节点代表啥?代表的一个RDD


1) 一个RDD生成两个RDD

RDD2 = RDD1.filter(xxxxx)

RDD3 = RDD1.filter(yyyy)

是从RDD1RDD2RDD3这样的过程

2) Union是两个RDD合并成一个的过程   

则是RDD2 RDD3变成RDD4的过程

3) filter/map/reduceByKey 应该都是一条直线

是从RDD4RDD5这样的过程

 

上述都是transformation

 

RDD5.collect();  //action

RDD5.foreach();  //action

这种则会生成两个job,会顺序提交前一个job执行结束之后才会提交下一个job(假设上述代码都在一个线程中)

可以和上一章中Persist中的job提交对照看

(二)、RDD依赖关系

RDD依赖关系,也就是有依赖的RDD之间的关系,比如RDD1------->RDD2RDD1生成RDD2),RDD2依赖于RDD1。这里的生成也就是RDDtransformation操作

 

窄依赖(也叫narrow依赖)

从父RDD角度看:一个父RDD只被一个子RDD分区使用。父RDD的每个分区最多只能被一个Child RDD的一个分区使用

从子RDD角度:依赖上级RDD部分分区     精确知道依赖的上级RDD分区,会选择和自己在同一节点的上级RDD分区,没有网络IO开销,高效。如mapflatmapfilter

宽依赖(也叫shuffle依赖/wide依赖)

从父RDD角度看:一个父RDD被多个子RDD分区使用。父RDD的每个分区可以被多个Child RDD分区依赖

从子RDD角度:依赖上级RDD所有分区     无法精确定位依赖的上级RDD分区,相当于依赖所有分区(例如reduceByKey)  计算就涉及到节点间网络传输  


父分区,都只有一根箭头                         父分区,都有多个箭头

子分区,来自部分父分区                         子分区,来自全部父分区

Spark之所以将依赖分为narrowshuffle

(1) narrow dependencies可以支持在同一个集群Executor上,以pipeline管道形式顺序执行多条命令,例如在执行了map后,紧接着执行filter分区内的计算收敛,不需要依赖所有分区的数据,可以并行地在不同节点进行计算所以它的失败恢复更有效,因为它只需要重新计算丢失的parent partition即可,

(2)shuffle dependencies 则需要所有的父分区都是可用的,必须等RDDparent partition数据全部ready之后才能开始计算,可能还需要调用类似MapReduce之类的操作进行跨节点传递。从失败恢复的角度shuffle dependencies 牵涉RDD各级的多个parent partition

如图所示,左边的都是右边的父分区




(三)、划分stage

由于shuffle依赖必须等RDDparent RDD partition数据全部ready之后才能开始计算,因此spark的设计是让parent RDD将结果写在本地,完全写完之后,通知后面的RDD。后面的RDD则首先去读之前的本地数据作为input,然后进行运算。

由于上述特性,将shuffle依赖就必须分为两个阶段(stage)去做:

第一个阶段(stage)需要把结果shuffle到本地,例如reduceByKey,首先要聚合某个key的所有记录,才能进行下一步的reduce计算,这个汇聚的过程就是shuffle

第二个阶段(stage)则读入数据进行处理。

同一个stage里面的task是可以并发执行的,下一个stage要等前一个stage ready

(和mapreducereduce需要等map过程ready 一脉相承)

 

(为什么要写在本地:后面的RDD多个partition都要去读这个信息,如果放到内存,如果出现数据丢失,后面的所有步骤全部不能进行,违背了之前所说的需要parent RDD partition数据全部ready的原则。为什么要保证parent RDDready,如下例,如果有一个partition未生成或者在内存中丢失,那么直接导致计算结果是完全错误的:

写到文件中更加可靠。Shuffle会生成大量临时文件,以免错误时重新计算,其使用的本地磁盘目录由spark.local.dir指定,缓存到磁盘的RDD数据。最好将这个属性设定为访问速度快的本地磁盘。可以配置多个路径到多个磁盘,增加IO带宽

Spark 1.0 以后,SPARK_LOCAL_DIRS(Standalone, Mesos) or LOCAL_DIRS (YARN)参数会覆盖这个配置。比如Spark On YARN的时候,Spark Executor本地路径依赖于Yarn的配置,而不取决于这个参数。)

 

 

对于transformation操作,以shuffle依赖为分隔,分为不同的Stages

窄依赖------>tasks会归并在同一个stage中,(相同节点上的task运算可以像pipeline一样顺序执行,不同节点并行计算,互不影响)

shuffle依赖------>前后拆分为两个stage,前一个stage写完文件后下一个stage才能开始

action操作------>和其他tasks会归并在同一个stage(在没有shuffle依赖的情况下,生成默认的stage,保证至少一个stage)。


(四)、小实验验证

例一:

spark-shell里面跑小程序,然后在yarn里面观察

val rdd =  sc.parallelize(Array(1,2,3,7)) (因为分的资源是两个核,所以默认设置为两个partition

rdd.count()

Count是一个action操作。一个action会触发一个jobCount()这个action在整个job没有stage的情况下会生成一个默认的stage

结果:一个job,一个stage,两个task(因为有两个partition

例二:


最终这个生成一个job,因为reducebykeyshuffle依赖,所以这里划分为两个stage

parallelizemap被分在一起,为stage0map最后进行了ShuffleWrite

reduceByKeycount()被划分到一个stage1里面了,最开始要进行shuffle read


Stage0tasks如下图,两个partitions(两个tasks)都进行了shuffle write。两个task互相独立,并不需要依赖彼此做完或者怎样,所以他们在一个stage里面并发执行


Stage1tasks如下:Stage1是依赖之前的stage0完成shuffle的,reduceByKey开始需要ShuffleRead stage0的计算结果



如果后面还有其他操作,这些操作是要等上面这个shuffle执行完的

reduceByKey 则在下一阶段,shuffleRead读到数据

所以根据shuffle依赖必须分为多个stage

但一个stage内部,多个taskpartition)是独立并发执行的,互不打扰



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