云栖大会 | Apache Spark 3.0 和 Koalas 最新进展

Posted 2021-04-20 过往记忆大数据

本资料来自2019-09-26在杭州举办的云栖大会的大数据 & AI 峰会分会。议题名称《 New Developments in the Open Source Ecosystem: Apache Spark 3.0 and Koalas 》，分享嘉宾 李潇， Databricks Spark 研发总监。

下面是本次会议的视频（由于微信公众号的限制，只能发布小于30分钟的视频， 完整视频和 PPT 请关注 过往记忆大数据 公众号并回复 spark_yq 获取。 ）

2019年对 Spark 社区来说是一个比较特殊的年份。 10年前，马铁为了帮助自己的同学得到 Netflix 发起的 Netflix Prize 竞赛百万美金，诞生了一个伟大的项目，这就是现在的 Apache Spark。

上面就是 Apache Spark 的发展历史。2019年09月将会发布 Apache Spark 3.0 预览版，明年年初将会发布 Apache Spark 3.0 正式版。

世界级的知乎 stackoverflow 中当年 Spark 和 PySpark 排名都很靠前，10年累计排名 Apache Spark 第一，Apache Hadoop 第二；未来 Apache Spark 和 PySpark 将会垄断世界。

Apache Spark 3.0 是社区共同努力的结果，大概开发了一年多。下面是 Apache Spark 3.0 的主要特性：

• 动态分区裁减

• 自适应
  

• Spark Graph
  

• 加速感应调度（GPU，具体参见 ）
  

• Spark on k8s
  

• DataSource API V2

• ANSI SQL 兼容
  

• SQL Hints
  

• Vectorization in SparkR
  

• JDK 11
  

• Hadoop 3
  

• Scala 2.12

下面主要介绍 Apache Spark 3.0 在查询方面的优化

在 Spark 2.x 里面加了基于代价的优化，但是这个并不表现的很好。主要有以下几个原因：

• 统计信息的缺失；
  

• 统计信息过期；

• 很难抽象出一个通用的 cost model。

为了解决这些问题，Apache Spark 3.0 引入了基于 Runtime 的查询优化。

第一个就是动态分区裁减

比如上面的 SQL 查询，假设 t2 表 t2.id < 2 过滤出来的数据比较少，但是由于之前版本的 Spark 无法进行动态计算代价，所以可能会导致 t1 表扫描出大量无效的数据。有了动态分区裁减，可以在运行的时候过滤掉 t1 表无用的数据

经过这个优化，查询扫描的数据大大减少，性能提升了 33 倍

第二个优化就是 AE（详情可以参见 ）。

比如下面的查询，基于代价的模型优化不可能准确的评估，

而有了 AE 之后，Spark 就可以动态统计相关信息，并动态调整执行计划，比如把 SortMergeJoin 变成 BroadcastHashJoin：

Spark 在诞生之初就定位于统一的大数据处理引擎。

数据处理主要经过以下三个阶段

• 商业智能

• 大数据分析

• 数据统一 + AI

Spark 主要面对的是两个群体：数据工程师和数据科学家。

近几年 Python 的使用者越来越多了，也导致越来越多的用户使用 pandas 来进行数据分析。但是 pandas 主要是解决小数据量的分析，当数据量大的时候，分析性能急剧下降。而为了进行大数据量的分析时，不得不学习新的计算引擎。

为了解决这个问题，Spark 开源了 koalas，其和 pandas 无缝兼容（koalas 的详细信息可以参见 ）。下面就是自 koalas 开源以来的单日下载量：

PySpark 作为数据分析的工具，单日下载量也在逐渐增加。

下面是 PySpark DataFrame 和 pandas DataFrame 的区别：

下面是一个使用例子对比，主要是读取一个 csv 文件，并重命名列的名字，最后再添加一个新的列：

可以看出，PySpark 相比 pandas 来说使用起来还是很麻烦，使用 pandas 的用户不得不学习新的 API，但是有了 koalas ，这个问题不存在了：

下面我们来介绍数据工程

在数据工程方面，数砖开源了 Delta Lake（具体参见 ）：

Delta Lake 并不是凭空产生的，而是基于成千上万的用户痛点总结出来的。Delta Lake 的使用也很方面，直接把 parquet 替换成 delta：

下面主要介绍 Delta Lake 的特性

下面是 Delta Lake 的三个用户使用场景：

下面是数砖 Delta 的使用情况：

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新福利:

上周获奖名单：ZRTX

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