一次使用spark进行离线计算的实践

Posted 2021-02-18

经过一个多月来的研究实践，在亲友团的帮助下，我的第一个spark程序终于上线了，程序虽然简单，但也是我今天在新领域的探索，从业来，第一次去把一个java的小项目推上线。今天抽时间复盘总结下过程。
关于hive和spark的基础介绍，网上的说明比较多，我这里就不说明了，只根据自身感悟说明吧。

背景

所有的技术都是为特定的业务服务的，spark也不例外。我也是碰到一个特定的场景，需要涉及单日大量的数据生成，然后处理，前期计算量比较大。想方案，当时依赖其他业务资源，有几种方法可以研究。

1. 线上接口使用，我们用业务方的线上的接口，需要我们和业务方同时申请大规模资源，去做处理。
2. 其他部门兄弟推荐访问离线数据表进行计算。这个得重点说下，通过了解，公司恰巧有大数据相关的业务，有些部门专门做过这些内容，所以我们通过 问询，可以作为客户端应用层，接入业务，当然相关的业务逻辑得我们自己完成。

通过调研，和资源评估成本等原因，我们决定使用离线的方式解决，这样在满足需求的同时，共用系统资源，最低使用成本。

hive

说到离线计算不得不说到hive sql。hive sql是个MapReduce的任务过程。我问了其他部门做过相关业务的同事，开通了权限，然后用hive sql执行了下对离线表的查询。发现生成数据的时间还可以接受，但数据需要落地，然后传输到我们自己的业务机上，再处理。这个过程就比较慢了，难以达到要求。

ps: 或许是使用的姿势不对吧，总之这次一些各种指标不达标，继续需求新的方案。

环境搭建

其他部门兄弟推荐，使用spark计算，然后介绍多么多么速度快，完全实现我们的需求没有问题，最关键能给我们找个顾问。以前是搞web应用服务的，对于离线计算的只是概念上，只存在几个帖子里和一些理论的知识。所以，我综合评估了下，决定尝试下看看。问了下“顾问”，他给我讲了一遍，于是我们的spark之旅开始了。项目参照他们的项目，简化结构。

spark程序开发主要有几种方式：

1. Scala 语言是一门类 Java 的多范式语言，其设计初衷就是为了继承函数式编程的面向对象编程的各种特性，网上了例子我百分之六七十都是使用scala作为开发语言的，我买的书籍也是使用scala进行开发的。
2. Java 语言，这个是参考的兄弟部门的项目例子使用的语言，网上的例子虽然很少，但相对于scala来说，根据以前的经验，我还是使用java作为开发主语言，出了问题，至少在java上可以请教相关经验丰富的同事。
3. python 虽然以前在开发游戏的时候做过，但spark相关的开发，还没有进行过，这里暂时不考虑。

经过裁判，我决定跟同事的项目保持一致，使用java，学习成本低，可以快速参考实现。

我本地用的intellij idea 作为本地开发工具，采用maven管理相关的包。
java版本：

java -version
> java version "1.8.0_20"

新建项目：

填写相关信息：

修改项目的pom.xml引入相关的依赖，主要是hive sql相关的部分。

 <properties>
       ...
        <spark.version>2.2.1</spark.version>
        <spark.scope>compile</spark.scope>
    </properties>
  <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.hive</groupId>
            <artifactId>hive-exec</artifactId>
            <version>1.2.1</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.spark</groupId>
            <artifactId>spark-hive_2.11</artifactId>
            <version>${spark.version}</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.spark</groupId>
            <artifactId>spark-core_2.11</artifactId>
            <version>${spark.version}</version>
            <scope>${spark.scope}</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.spark</groupId>
            <artifactId>spark-sql_2.11</artifactId>
            <version>${spark.version}</version>
            <scope>${spark.scope}</scope>
        </dependency>
</dependencies>
...

初始化SparkSession

import org.apache.spark.sql.SparkSession;

 SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                    .config("hive.exec.scratchdir", "/user_ext/{username}/hive-{username}")
                    .config("spark.sql.warehouse.dir", "/user_ext/{username}/warehouse")
                    .appName("{Your app name}")
                    .enableHiveSupport()
                    .getOrCreate();

创建临时表

本来想再hive里面进行数据查询的，不过最终还是找帖子在spark里面实现。

import org.apache.spark.sql.types.DataTypes;
import org.apache.spark.sql.types.StructField;
import org.apache.spark.sql.types.StructType;
import java.util.*;

//  以下是创建一个简单结构
List<StructField> structFields = new ArrayList<StructField>();
structFields.add(DataTypes.createStructField( "demo_id", DataTypes.StringType, true ));
structFields.add(DataTypes.createStructField( "demo_name", DataTypes.StringType, true ));
StructType structType = DataTypes.createStructType(structFields);

// 添加数据
List<Row> rows = new ArrayList<>();
rows.add(RowFactory.create("demo_id", "demo_name"));
... // 可以添加多行

 // 创建临时表
Dataset<Row> df = sparkSession.createDataFrame(rows, structType);
df.registerTempTable("tmp_demo");

至此，临时表创建完成，tmp_demo可直接参与查询了。

查询

关于查询，需要注意理解分区的含义。
在写查找离线表之前，你要问清楚你的数据表是怎么存储的，是否有按照实践分区的概念。我一开始不理解，一执行语句就挂住。后来问了下，得知这个表是一直按照时间进行存储的，使用的使用得使用最新的分区。

show partitions tableName 可以查找到所有的分区，选择最新的一个即可。
select * from tableName where dt={最新分区}

以下是一个完整的实例：

sql = "select * from tmp_demo";
Dataset<Row> rets = spark.sql(sql);
List<Row> list = rets.collectAsList(); 

for (Row row: list) {
    do some action...
}

注意：少量的数据可以使用collectAsList进行转换，但是大量的数据就得考虑用 mapPartition，或者foreachPatition进行遍历了。
具体内容可参考map，mapPartition，foreachPatition的比较。

踩过的坑

打包

对java项目不熟悉，什么又没有熟悉的同学，所以有几天卡在这个打包上。一开始我参照之前的例子，在Project Structure -> Artifacts 里面进行配置，然后在build -> build Artifacts 里面打包，生成的jar文件进行上传。

! 注意：上面这是一种错误的打包方式。我将 output 的jar包上传后，一直报告找不到类的错误。

当然网上还有一种错误，就是main所在的类用的路径在 spark-submit 的参数中没有加上。

正确的打包方式，应该选用右侧的maven projects方式进行，
这样在 target 目录下生成的.jar 文件就没有问题了。

上传

因为是传到远端服务器上的jar包，所以决定上传的效率有两个。

1. jar包的大小，我选择最小的引入，能省略的省略。
2. 传输媒介的速率，这个最好选择内网有线，比无线强太多了。

foreachPatition的日志

使用foreachPatition，在参数的地方使用new ForeachPartitionFunction进行处理。
在Call函数里面的日志，一般是在类似子任务里面，在这里我调试了数次，找了半天我的日志在哪里打印。

执行命令

最后执行一定落实到下面的命令上，此时 --class的参数一定要包含你的main函数，对应的包名。

spark-submit  --master yarn --deploy-mode cluster ... --class package1.package2.classname  demo.jar

总结

为了这次的尝试，我基本上把网上的例子翻遍了，发现有很多是基于scala的，看来scala是大趋势。同时相关的靠谱的帖子少于其他话题的，
估计搞大数据的相关的人还是相对搞应用的不太多吧。推荐本书《Spark大数据分析 源码解析与实例详解》,对理解spark相关的知识很有帮助。
最后，欢迎有兴趣的朋友一起讨论啊。