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Python海量数据处理之_Hadoop&Spark

Python海量数据处理之_Hadoop&Spark

作者: xieyan0811 | 来源:发表于2017-12-26 16:25 被阅读521次

    1. 说明

     前篇介绍了安装和使用Hadoop,本篇将介绍Hadoop+Spark的安装配置及如何用Python调用Spark。
     当数据以TB,PB计量时,用单机处理数据变得非常困难,于是使用Hadoop建立计算集群处理海量数据,Hadoop分为两部分,一部分是数据存储HDFS,另一部分是数据计算MapReduce。MapReduce框架将数据处理分成map,reduce两段,使用起来比较麻烦,并且有一些限制,如:数据都是流式的,且必须所有Map结束后才能开始Reduce。我们可以引入Spark加以改进。
     Spark的优点在于它的中间结果保存在内存中,而非HDFS文件系统中,所以速度很快。用Scala 语言可以像操作本地集合对象一样轻松地操作分布式数据集。虽然它支持中间结果保存在内存,但集群中的多台机器仍然需要读写数据集,所以它经常与HDFS共同使用。因此,它并非完全替代Hadoop。
     Spark的框架是使用Scala语言编写的,Spark的开发可以使用语言有:Scala、R语言、Java、Python。

    2. Scala

     Scala是一种类似java的编程语言,使用Scala语言相对来说代码量更少,调用spark更方便,也可以将它和其它程序混用。
     在不安装scala的情况下,启动hadoop和spark,python的基本例程也可以正常运行。但出于进一步开发的需要,最好安装scala。

    (1) 下载scala

    http://www.scala-lang.org/download/
     我下载的是与spark中一致的2.11版本的非源码tgz包

    (2) 安装

    $ cd /home/hadoop #用户可选择安装的文件夹
    $ tar xvzf tgz/scala-2.11.12.tgz
    $ ln -s scala-2.11.12/ scala
    
    在.bashrc中加入
    export PATH=/home/hadoop/scala/bin:$PATH
    

    3. 下载安装Spark

    (1) 下载spark

    http://spark.apache.org/downloads.html
     我下载的版本是:spark-2.2.1-bin-hadoop.2.7.tgz

    (2) 安装spark

    $ cd /home/hadoop #用户可选择安装的文件夹
    $ tar xvzf spark-2.2.1-bin-hadoop2.7.tgz
    $ ln -s spark-2.2.1-bin-hadoop2.7/ spark
    
    在.bashrc中加入
    export SPARK_HOME=/home/hadoop/spark
    export PATH=$SPARK_HOME/bin:$PATH
    

    (3) 配置文件

     不做配置,pyspark可以在本机上运行,但不能使用集群中其它机器。配置文件在$SPARK_HOME/conf/目录下。

    i. 配置spark-env.sh

    $ cd $SPARK_HOME/conf/
    $ cp spark-env.sh.template spark-env.sh
    按具体配置填写内容
    export SCALA_HOME=/home/hadoop/scala
    export JAVA_HOME=/exports/android/jdk/jdk1.8.0_91/
    export SPARK_MASTER_IP=master
    export SPARK_WORKER_MEMORY=1g
    export HADOOP_CONF_DIR=/home/hadoop/hadoop/etc/hadoop/
    

    ii. 设置主从服务器slave

    $ cp slaves.template slaves 
    在其中列出从服务器地址,单机不用设
    

    iii. 设置spark-defaults.conf

    $ cp conf/spark-defaults.conf.template conf/spark-defaults.conf
    按具体配置填写内容
    spark.master                     spark://master:7077
    spark.eventLog.enabled           false
    spark.serializer                 org.apache.spark.serializer.KryoSerializer
    spark.driver.memory              1g
    spark.executor.extraJavaOptions  -XX:+PrintGCDetails -Dkey=value -Dnumbers="one two three"
    

    (4) 启动

     运行spark之前,需要运行hadoop,具体见之前的Hadoop文档

    $ $SPARK_HOME/sbin/start-all.sh
    

     该脚本启动了所有master和workers,在本机用jps查看,增加了Worker和Master,

    4. 命令行调用

     下面我们来看看从程序层面如何使用Spark

    (1) 准备工作

     在使用相对路径时,系统默认是从hdfs://localhost:9000/中读数据,因此需要先把待处理的本地文件复制到HDFS上,常用命令见之前的Hadoop有意思。

    $ hadoop fs -mkdir -p /usr/hadoop
    $ hadoop fs -copyFromLocal README.md /user/hadoop/
    

    (2) Spark命令行

    $ pyspark
    >>> textFile = spark.read.text("README.md")
    >>> textFile.count() # 返回行数
    >>> textFile.first() # 返回第一行
    >>> linesWithSpark = textFile.filter(textFile.value.contains("Spark")) # 返回所有含Spark行的数据集
    

    5. 程序

    (1) 实现功能

     统计文件中的词频

    (2) 代码

     这里使用了spark自带的例程 /home/hadoop/spark/examples/src/main/python/wordcount.py,和之前介绍过的hadoop程序一样,同样是实现的针对key,value的map,reduce,一个文件就完成了,看起来更简徢更灵活,像是hadoop自带MapReduce的加强版。具体内容如下:

    from __future__ import print_function
    
    import sys 
    from operator import add 
    
    from pyspark.sql import SparkSession
    
    if __name__ == "__main__":
        if len(sys.argv) != 2:
            print("Usage: wordcount <file>", file=sys.stderr)
            exit(-1)
    
        spark = SparkSession\
            .builder\
            .appName("PythonWordCount")\
            .getOrCreate()
    
        lines = spark.read.text(sys.argv[1]).rdd.map(lambda r: r[0])
        counts = lines.flatMap(lambda x: x.split(' ')) \
                      .map(lambda x: (x, 1)) \
                      .reduceByKey(add)
        output = counts.collect() # 收集结果
        for (word, count) in output:
            print("%s: %i" % (word, count))
    
        spark.stop()
    

    (3) 运行

     spark-submit命令在$HOME_SPARK/bin目录下,之前设置了PATH,可以直接使用

    $ spark-submit $SPARK_HOME/examples/src/main/python/wordcount.py /user/hadoop/README.md
    

     参数是hdfs中的文件路径。
     此时访问$SPARK_IP:8080端口,可以看到程序PythonWordCount正在hadoop中运行。

    6. 多台机器上安装Spark以建立集群

     和hadoop的集群设置类似,同样是把整个spark目录复制集群中其它的服务器上,用slaves文件设置主从关系,然后启动$SPARK_HOME/sbin/start-all.sh。正常开启后可以通过网页查看状态:SparkMaster_IP:8080

    7. 参考

    (1) 官方帮助文档,具体见其python部分
    http://spark.apache.org/docs/latest/quick-start.html
    (2) Hadoop2.7.3+Spark2.1.0 完全分布式环境 搭建全过程
    https://www.cnblogs.com/purstar/p/6293605.html

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