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Spark On Hive 详解
本文基于Spark重构基于Hive的电商数据分析的项目需求，在重构的同时对Spark On Hive的全流程进行详细的讲解。
一、项目配置
1. 创建工程
首先，创建一个空的Maven工程，在创建之后，我们需要检查一系列配置，以保证JDK版本的一致性。同时，我们需要创建出Scala的编码环境。具体可参考以下文章:
Maven工程配置与常见问题解决指南
和
Scala01 —— Scala基础
2. 配置文件
2.1 在Spark On Hive的项目中，我们需要有两个核心配置文件。
- pom.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.ybg</groupId>
<artifactId>warehouse_ebs_2</artifactId>
<version>1.0</version>
<properties>
<maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<spark.version>3.1.2</spark.version>
<spark.scala.version>2.12</spark.scala.version>
<hadoop.version>3.1.3</hadoop.version>
<mysql.version>8.0.33</mysql.version>
<hive.version>3.1.2</hive.version>
<hbase.version>2.3.5</hbase.version>
<jackson.version>2.10.0</jackson.version>
</properties>
<dependencies>
<!-- spark-core -->
<dependency>
<groupId>org.apache.spark</groupId>
<artifactId>spark-core_${spark.scala.version}</artifactId>
<version>${spark.version}</version>
</dependency>
<!-- spark-sql -->
<dependency>
<groupId>org.apache.spark</groupId>
<artifactId>spark-sql_${spark.scala.version}</artifactId>
<version>${spark.version}</version>
</dependency>
<!-- spark-hive -->
<dependency>
<groupId>org.apache.spark</groupId>
<artifactId>spark-hive_${spark.scala.version}</artifactId>
<version>${spark.version}</version>
</dependency>
<!-- hadoop-common -->
<dependency>
<groupId>org.apache.hadoop</groupId>
<artifactId>hadoop-common</artifactId>
<version>${hadoop.version}</version>
</dependency>
<!-- mysql -->
<dependency>
<groupId>com.mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-j</artifactId>
<version>${mysql.version}</version>
</dependency>
<!-- hive-exec -->
<dependency>
<groupId>org.apache.hive</groupId>
<artifactId>hive-exec</artifactId>
<version>${hive.version}</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<!-- HBase 驱动 -->
<dependency>
<groupId>org.apache.hbase</groupId>
<artifactId>hbase-client</artifactId>
<version>${hbase.version}</version>
</dependency>
<!-- jackson-databind -->
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-core</artifactId>
<version>${jackson.version}</version>
</dependency>
<!-- jackson-databind -->
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-databind</artifactId>
<version>${jackson.version}</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
- log4j.properties
log4j.properties文件的主要作用是配置日志系统的行为，包括控制日志信息的输出和实现滚动事件日志。
log4j.rootLogger=ERROR, stdout, logfile
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
----------------------- 滚动事件日志代码 -----------------------
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
log4j.appender.logfile=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.logfile.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.logfile.append=true
---------------------------------------------------------------
log4j.appender.logfile.File=log/spark_first.log
log4j.appender.logfile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.logfile.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
2.2 组件核心配置文件
在工程的resources目录下，需要存放在虚拟机中大数据服务的核心组件的配置文件，以便于Spark On Hive中调用大数据组件服务能够正常进行。
3. 工程目录
二、代码实现
创建数据校验方法 check：
用于确保配置项的值有效。
检查值是否为 null。
对字符串类型的值进行非空和正则表达式匹配校验。创建配置设置方法 set：
先校验配置项名称和值的有效性。
使用 SparkConf.set 方法设置有效的配置项和值。单例对象 SparkFactory：
提供基础配置方法，如设置应用名称、主节点等。
提供 baseConfig 方法集中进行基础配置。
提供 end 方法返回配置好的 SparkSession 实例。在 SparkFactory 类中实现上述方法：
定义 build 方法，返回包含 check 和 set 方法的 Builder 对象。
在 Builder 对象中实现各种配置方法，每个方法都调用 set 方法。
使用 SparkSession.builder() 方法在 end 方法中创建并返回 SparkSession 实例。
SparkFactory配置表如下：
配置表
2.1 Class SparkFactory
- 作用：
SparkFactory类的作用是能够工厂化地创建和配置SparkSession实例，通过一系列的set和check方法来确保配置项的有效性和正确性，并最终生成一个配置好的SparkSession实例。 - 注意：我们需要在Spark官网配置页获取所有配置项的标准名称。
- 代码
class SparkFactory {
def build():Builder={
new Builder {
val conf = new SparkConf()
/**
* 数据校验
* @param title 校验主题
* @param value 待校验的值
* @param regex 若待校验值为字符串，且有特定的规则，那么提供正则表达式进一步验证格式
*/
private def check(title:String,value:Any,regex:String=null)={
if (null == value) {
throw new RuntimeException()(s"value for $title null pointer exception")
}
if(value.isInstanceOf[String]){
if(value.toString.isEmpty){
throw new RuntimeException(s"value for $title empty string exception")
}
if(regex!=null){
if(!value.toString.matches(regex)){
throw new RuntimeException(s"$title is not match regex $regex")
}
}
}
}
/**
* 先检查配置项名称是否正确
* 再检查配置项的值是否正确
* @param item 配置项名称
* @param value 配置项值
* @param regexValue 配置项正则规则
*/
private def set(item:String,value:String,regexValue:String=null)={
check("name_of_config_item",item,"^spark\\..*")
check(item,value,regexValue)
conf.set(item,value)
}
// Base
private def setBaseAppName(appName:String)={
set("spark.app.name",appName,"^\\w+$")
}
private def setBaseMaster(master:String)={
set("spark.master",master,"yarn|spark://([a-z]\\w+|\\d{1,3}(\\.\\d{1,3}){3}):\\d{4,5}|local(\\[\\*|[1-9][0-9]*])")
}
private def setBaseDeployMode(deployMode:String)={
set("spark.submit.deployMode",deployMode,"client|cluster")
}
private def setBaseEventLogEnabled(eventLogEnabled:Boolean)={
set("spark.eventLog.enabled",s"$eventLogEnabled")
}
override def baseConfig(appName: String, master: String = "local[*]", deployMode: String = "client", eventLogEnabled: Boolean = false): Builder = {
setBaseAppName(appName)
setBaseMaster(master)
setBaseDeployMode(deployMode)
setBaseEventLogEnabled(eventLogEnabled)
this
}
// Driver
private def setDriverMemory(memoryGB:Int)={
set("spark.driver.memory",s"${memoryGB}g","[1-9]\\d*")
}
private def setDriverCoreNum(coreNum: Int) = {
set("spark.driver.cores", s"${coreNum}g", "[1-9]\\d*")
}
private def setDriverMaxResultGB(maxRstGB:Int)={
set("spark.driver.maxResultSize",s"${maxRstGB}g","[1-9]\\d*")
}
private def setDriverHost(driverHost:String)={
set("spark.submit.deployMode",driverHost,"localhost|[a-z]\\w+")
}
override def optimizeDriver(memoryGB: Int = 2, coreNum: Int = 1, maxRstGB: Int = 1, driverHost: String = "localhost"): Builder = {
setDriverCoreNum(coreNum)
setDriverMemory(memoryGB)
/**
* 每一个Spark行动算子触发的所有分区序列化结果大小上限
*/
setDriverMaxResultGB(maxRstGB)
/**
* Standalone 模式需要设置 DriverHost，便于 executor 与 master 通信
*/
if (conf.get("spark.master").startsWith("spark://")) {
setDriverHost(driverHost)
}
setDriverHost(driverHost)
this
}
// Executor
private def setExecutorMemory(memoryGB: Int) = {
set("spark.executor.memory", s"${memoryGB}g", "[1-9]\\d*")
}
private def setExecutorCoreNum(coreNum: Int) = {
set("spark.executor.cores", s"$coreNum", "[1-9]\\d*")
}
override def optimizeExecutor(memoryGB:Int=1,coreNum:Int=1):Builder={
setExecutorMemory(memoryGB)
/**
* Yarn模式下只能由1个核
* 其他模式下，核数为所有可用的核
*/
if(!conf.get("spark.master").equals("yarn")){
setExecutorCoreNum(coreNum)
}
this
}
// Limit
private def setLimitMaxCores(maxCores:Int)={
set("spark.cores.max",s"$maxCores","[1-9]\\d*")
}
private def setLimitMaxTaskFailure(maxTaskFailure:Int)={
set("spark.task.maxFailures",s"$maxTaskFailure","[1-9]\\d*")
}
private def setLimitMaxLocalWaitS(maxLocalWaitS:Int)={
set("spark.locality.wait",s"${maxLocalWaitS}s","[1-9]\\d*")
}
override def optimizeLimit(maxCores:Int=4,maxTaskFailure:Int=3,maxLocalWaitS:Int=3):Builder={
if (conf.get("spark.master").startsWith("spark://")) {
setLimitMaxCores(maxCores)
}
/**
* 单个任务允许失败最大次数，超出会杀死本次任务
*/
setLimitMaxTaskFailure(maxTaskFailure)
/**
* 数据本地化读取加载的最大等待时间
* 大任务：建议适当增加此值
*/
setLimitMaxLocalWaitS(maxLocalWaitS)
this
}
// Serializer
override def optimizeSerializer(serde:String="org.apache.spark.serializer.JavaSerializer",clas:Array[Class[_]]=null):Builder={
/**
* 设置将需要通过网络发送或快速缓存的对象序列化工具类
* 默认为JavaSerializer
* 为了提速，推荐设置为KryoSerializer
* 若采用 KryoSerializer，需要将所有自定义的实体类(样例类)注册到配置中心
*/
set("spark.serializer",serde,"([a-z]+\\.)+[A-Z]\\w*")
if(serde.equals("org.apache.spark.serializer.KryoSerializer")){
conf.registerKryoClasses(clas)
}
this
}
// Net
private def setNetTimeout(netTimeoutS:Int)={
set("spark.cores.max",s"${netTimeoutS}s","[1-9]\\d*")
}
private def setNetSchedulerMode(schedulerMode:String)={
set("spark.scheduler.mode",schedulerMode,"FAIR|FIFO")
}
override def optimizeNetAbout(netTimeOusS:Int=120,schedulerMode:String="FAIR"):Builder={
/**
* 所有和网络交互相关的超时阈值
*/
setNetTimeout(netTimeOusS)
/**
* 多人工作模式下，建议设置为FAIR
*/
setNetSchedulerMode(schedulerMode)
this
}
// Dynamic
private def setDynamicEnabled(dynamicEnabled:Boolean)={
set("spark.dynamicAllocation.enabled",s"$dynamicEnabled")
}
private def setDynamicInitialExecutors(initialExecutors:Int)={
set("spark.dynamicAllocation.initialExecutors",s"$initialExecutors","[1-9]\\d*")
}
private def setDynamicMinExecutors(minExecutors:Int)={
set("spark.dynamicAllocation.minExecutors",s"$minExecutors","[1-9]\\d*")
}
private def setDynamicMaxExecutors(maxExecutors:Int)={
set("spark.dynamicAllocation.maxExecutors",s"$maxExecutors","[1-9]\\d*")
}
override def optimizeDynamicAllocation(dynamicEnabled:Boolean=false,initialExecutors:Int=3,minExecutors:Int=0,maxExecutors:Int=6):Builder={
/**
* 根据应用的工作需求，动态分配executor
*/
setDynamicEnabled(dynamicEnabled)
if(dynamicEnabled){
setDynamicInitialExecutors(initialExecutors)
setDynamicMinExecutors(minExecutors)
setDynamicMaxExecutors(maxExecutors)
}
this
}
override def optimizeShuffle(parallelism:Int=3,shuffleCompressEnabled:Boolean=false,maxSizeMB:Int=128,shuffleServiceEnabled:Boolean=true):Builder={
null
}
override def optimizeSpeculation(enabled:Boolean=false,interval:Int=15,quantile:Float=0.75F):Builder={
null
}
override def warehouseDir(hdfs:String):Builder={
null
}
override def end():SparkSession={
SparkSession.builder().getOrCreate()
}
}
}
}
2.2 Object SparkFactory
object SparkFactory {
trait Builder{
// 默认值能给就给
/**
* 基本配置
* @param appName
* @param master 默认是本地方式
* @param deployMode 默认是集群模式
* @param eventLogEnabled 生产环境打开，测试环境关闭
* @return
*/
def baseConfig(appName:String,master:String="local[*]",deployMode:String="client",eventLogEnabled:Boolean=false):Builder
/**
* 驱动端优化配置
* @param memoryGB 驱动程序的内存大小
* @param coreNum 驱动程序的核数
* @param maxRstGB 驱动程序的最大结果大小
* @param driverHost 驱动程序的主机地址：驱动程序会在主机地址上运行，并且集群中的其他节点会通过这个地址与驱动程序通信
* @return
*/
def optimizeDriver(memoryGB:Int=2,coreNum:Int=1,maxRstGB:Int=1,driverHost:String="localhost"):Builder
def optimizeExecutor(memoryGB:Int=1,coreNum:Int=1):Builder
/**
* 整体限制配置
* @param maxCores 整体可用的最大核数
* @param maxTaskFailure 单个任务失败的最大次数
* @param maxLocalWaitS 容错机制：数据读取阶段允许等待的最长时间，超过时间切换到其他副本。
* @return
*/
def optimizeLimit(maxCores:Int=4,maxTaskFailure:Int,maxLocalWaitS:Int=30):Builder
/**
* 默认使用：Java序列化
* 推荐使用：Kryo序列化 提速或对速度又要i去
* 所有的自定义类型都要注册到Spark中，才能完成序列化。
* @param serde 全包路径
* @param classes 自定义类型，默认认为不需要指定，Class[_]表示类型未知。
* @return Builder
*/
def optimizeSerializer(serde:String="org.apache.spark.serializer.JavaSerializer",clas:Array[Class[_]]=null):Builder
/**
* 在Spark的官方配置中，netTimeOutS可能被很多超时的数据调用。
* @param netTimeOusS 判定网络超时的时间
* @param schedulerMode 可能很多任务一起跑，因此公平调度
* @return
*/
def optimizeNetAbout(netTimeOusS:Int=180,schedulerMode:String="FAIR"):Builder
/**
* 动态分配->按需分配
* 类似于配置线程池中的最大闲置线程数，根据需要去做动态分配
* @param dynamicEnabled 是否开启动态分配
* @param initialExecutors 初始启用的Executors的数量
* @param minExecutors 最小启用的Executors的数量
* @param maxExecutors 最大启用的Executors的数量
* @return
*/
def optimizeDynamicAllocation(dynamicEnabled:Boolean=false,initialExecutors:Int=3,minExecutors:Int=0,maxExecutors:Int=6):Builder
/**
* 特指在没有指定分区数时，对分区数的配置。
* 并行度和初始启用的Executors的数量一致，避免额外开销。
*
* @param parallelism
* @param shuffleCompressEnabled
* @param maxSizeMB
* @param shuffleServiceEnabled
* @return
*/
def optimizeShuffle(parallelism:Int=3,shuffleCompressEnabled:Boolean=false,maxSizeMB:Int=128,shuffleServiceEnabled:Boolean=true):Builder
/**
* 推测执行，将运行时间长的任务，放到队列中，等待运行时间短的任务运行完成后，再运行。
* @param enabled
* @param interval Spark检查任务执行时间的时间间隔，单位是秒。
* @param quantile 如果某个任务的执行时间超过指定分位数（如75%的任务执行时间），则认为该任务执行时间过长，需要启动推测执行。
*/
def optimizeSpeculation(enabled:Boolean=false,interval:Int=15,quantile:Float=0.75F):Builder
def warehouseDir(hdfs:String):Builder
def end():SparkSession
}
}
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