spark中cache()、persist()、checkpoi

“夫唯兵者，不祥之器，物或恶之，故有道者不处。
君子居则贵左，用兵则贵右。
兵者不祥之器，非君子之器，不得已而用之，恬淡为上。
胜而不美，而美之者，是乐杀人。
夫乐杀人者，则不可得志于天下矣。
吉事尚左，凶事尚右。
偏将军居左，上将军居右，言以丧礼处之。
杀人之众，以悲哀泣之，战胜以丧礼处之。”^[1]

Spark对RDD的持久化操作(cache()、persist()、checkpoint())是很重要的，可以将rdd存放在不同的存储介质中，方便后续的操作能重复使用。

cache()

persist()

cache和persist都是用于将一个RDD进行缓存，这样在之后使用的过程中就不需要重新计算，可以大大节省程序运行时间。
cache和persist的区别：cache只有一个默认的缓存级别MEMORY_ONLY，而persist可以根据情况设置其它的缓存级别。
RDD的缓存级别:

查看 StorageLevel 类的源码
object StorageLevel {
  val NONE = new StorageLevel(false, false, false, false)
  val DISK_ONLY = new StorageLevel(true, false, false, false)
  val DISK_ONLY_2 = new StorageLevel(true, false, false, false, 2)
  val MEMORY_ONLY = new StorageLevel(false, true, false, true)
  val MEMORY_ONLY_2 = new StorageLevel(false, true, false, true, 2)
  val MEMORY_ONLY_SER = new StorageLevel(false, true, false, false)
  val MEMORY_ONLY_SER_2 = new StorageLevel(false, true, false, false, 2)
  val MEMORY_AND_DISK = new StorageLevel(true, true, false, true)
  val MEMORY_AND_DISK_2 = new StorageLevel(true, true, false, true, 2)
  val MEMORY_AND_DISK_SER = new StorageLevel(true, true, false, false)
  val MEMORY_AND_DISK_SER_2 = new StorageLevel(true, true, false, false, 2)
  val OFF_HEAP = new StorageLevel(false, false, true, false)
  ......
}

可以看到这里列出了12种缓存级别，但这些有什么区别呢？可以看到每个缓存级别后面都跟了一个StorageLevel的构造函数，里面包含了4个或5个参数，如下:

val MEMORY_ONLY = new StorageLevel(false, true, false, true)

查看其构造函数
class StorageLevel private(
    private var _useDisk: Boolean,
    private var _useMemory: Boolean,
    private var _useOffHeap: Boolean,
    private var _deserialized: Boolean,
    private var _replication: Int = 1)
  extends Externalizable {
  ......
  def useDisk: Boolean = _useDisk
  def useMemory: Boolean = _useMemory
  def useOffHeap: Boolean = _useOffHeap
  def deserialized: Boolean = _deserialized
  def replication: Int = _replication
  ......
}

可以看到StorageLevel类的主构造器包含了5个参数:

• useDisk：使用硬盘（外存）
• useMemory：使用内存
• useOffHeap：使用堆外内存，这是Java虚拟机里面的概念，堆外内存意味着把内存对象分配在Java虚拟机的堆以外的内存，这些内存直接受操作系统管理（而不是虚拟机）。这样做的结果就是能保持一个较小的堆，以减少垃圾收集对应用的影响。
• deserialized：反序列化，其逆过程序列化（Serialization）是java提供的一种机制，将对象表示成一连串的字节；而反序列化就表示将字节恢复为对象的过程。序列化是对象永久化的一种机制，可以将对象及其属性保存起来，并能在反序列化后直接恢复这个对象
• replication：备份数（在多个节点上备份）

理解了这5个参数，StorageLevel 的12种缓存级别就不难理解了。
val MEMORY_AND_DISK_SER_2 = new StorageLevel(true, true, false, false, 2) 就表示使用这种缓存级别的RDD将存储在硬盘以及内存中，使用序列化（在硬盘中），并且在多个节点上备份2份（正常的RDD只有一份）

checkpoint()

sc.sparkContext.setCheckpointDir('...')
......
......
rdd.cache()
rdd.checkpoint()
......

checkpoint接口是将RDD持久化到HDFS中，与persist的区别是checkpoint会切断此RDD之前的依赖关系，而persist会保留依赖关系。checkpoint的两大作用：一是spark程序长期驻留，过长的依赖会占用很多的系统资源，定期checkpoint可以有效的节省资源；二是维护过长的依赖关系可能会出现问题，一旦spark程序运行失败，RDD的容错成本会很高。

注意：checkpoint执行前要先进行cache，避免两次计算。

1. 老子《道德经》第三十一章，老子故里，中国鹿邑。 ↩