SparkSQL系列-1、快速入门

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官方网址：http://spark.apache.org/、 http://spark.apache.org/sql/

先来个介绍
SparkSession 应用入口
词频统计 WordCount
- 基于DSL编程
- 基于SQL编程
下回分解

先来个介绍

Spark 2.0开始，应用程序入口为SparkSession，加载不同数据源的数据，封装到DataFrame/Dataset集合数据结构中，使得编程更加简单，程序运行更加快速高效。

SparkSession 应用入口

SparkSession：这是一个新入口，取代了原本的SQLContext与HiveContext。对于DataFrameAPI的用户来说， Spark常见的混乱源头来自于使用哪个“context”。现在使用SparkSession，它作为单个入口可以兼容两者，注意原本的SQLContext与HiveContext仍然保留，以支持向下兼容。

文档： http://spark.apache.org/docs/2.4.5/sql-getting-started.html#starting-point-sparksession

1）SparkSession在SparkSQL模块中，添加MAVEN依赖


	org.apache.spark
	spark-sql_2.11
	2.4.5

2）SparkSession对象实例通过建造者模式构建，代码如下：

其中①表示导入SparkSession所在的包，②表示建造者模式构建对象和设置属性， ③表示导入SparkSession类中implicits对象object中隐式转换函数。

3）范例演示：构建SparkSession实例，加载文本数据，统计条目数。

import org.apache.spark.sql.{Dataset, SparkSession}


object SparkStartPoint {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // TODO: 构建SparkSession实例对象，读取数据
    val spark = SparkSession.builder()
      // 设置应用名称和运行模式
      .appName(this.getClass.getSimpleName.stripSuffix("$"))
      .master("local[2]")
      // 通过装饰模式获取实例对象，此种方式为线程安全的
      .getOrCreate()
    // TODO: 2. 从文件系统读取数据，包含本地文件系统或HDFS文件系统
    val inputDS: Dataset[String] = spark.read.textFile("datas/wordcount/wordcount.data")
    println(s"Count = ${inputDS.count()}")
    inputDS.show(10)
    // TODO: 3. 应用运行结束，关闭资源
    spark.stop()
  }
}

使用SparkSession加载数据源数据，将其封装到DataFrame或Dataset中，直接使用show函数就可以显示样本数据（默认显示前20条）。

Spark2.0使用全新的SparkSession接口替代Spark1.6中的SQLContext及HiveContext接口来实现其对数据加载、转换、处理等功能。

词频统计 WordCount

前面使用RDD封装数据，实现词频统计WordCount功能，从Spark 1.0开始，一直到Spark 2.0，建立在RDD之上的一种新的数据结构DataFrame/Dataset发展而来，更好的实现数据处理分析。DataFrame 数据结构相当于给RDD加上约束Schema，知道数据内部结构（字段名称、字段类型），提供两种方式分析处理数据： DataFrame API（DSL编程）和SQL（类似HiveQL编程），下面以WordCount程序为例编程实现，体验DataFrame使用。

基于DSL编程

使用SparkSession加载文本数据，封装到Dataset/DataFrame中，调用API函数处理分析数据（类似RDD中API函数，如flatMap、 map、 filter等），编程步骤：
第一步、构建SparkSession实例对象，设置应用名称和运行本地模式；
第二步、读取HDFS上文本文件数据；
第三步、使用DSL（Dataset API），类似RDD API处理分析数据；
第四步、控制台打印结果数据和关闭SparkSession；

具体演示代码如下：

import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Dataset, SparkSession}


object SparkDSLWordCount {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // TODO: 1、构建SparkSession实例对象，通过建造者模式创建
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName.stripSuffix("$"))
      .master("local[3]")
      .getOrCreate()
    import spark.implicits._
    // TODO: 2、读取HDFS上文本文件数据
    val inputDS: Dataset[String] = spark.read.textFile("datas/wordcount/wordcount.data")
    // TODO: 3、使用DSL（Dataset API），类似RDD API
    val resultDF: DataFrame = inputDS
      // 过滤不合格的数据
      .filter(line => null != line && line.trim.length > 0)
      // 将每行数据进行分割
      .flatMap(line => line.split("\s+"))
      // 按照单词分组统计： SELECt word, count(1) FROM tb_words GROUP BY word
      .groupBy("value")
      // 使用count函数，获取值类型Long类型 -> 数据库中就是BigInt类型
      .count()
    resultDF.show(10)
    // TODO: 关闭资源
    spark.stop()
  }
}

运行程序结果如下：

基于SQL编程

也可以实现类似HiveSQL方式进行词频统计，直接对单词分组group by，再进行count即可，步骤如下：

第一步、构建SparkSession对象，加载文件数据，分割每行数据为单词；
第二步、将DataFrame/Dataset注册为临时视图（Spark 1.x中为临时表）；
第三步、编写SQL语句，使用SparkSession执行获取结果；
第四步、控制台打印结果数据和关闭SparkSession；

具体演示代码如下：

import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Dataset, SparkSession}

object SparkSQLWordCount {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // TODO: 1、构建SparkSession实例对象，通过建造者模式创建
    val spark: SparkSession = SparkSession.builder()
      .appName(this.getClass.getSimpleName.stripSuffix("$"))
      .master("local[3]")
      .getOrCreate()
    import spark.implicits._
    // TODO: 2、读取HDFS上文本文件数据
    val inputDS: Dataset[String] = spark.read.textFile("datas/wordcount/wordcount.data")
    // TODO: 3、使用DSL（Dataset API），类似RDD API
    val wordsDS: Dataset[String] = inputDS
      // 过滤不合格的数据
      .filter(line => null != line && line.trim.length > 0)
      // 将每行数据分割单词
      .flatMap(line => line.trim.split("\s+"))
    wordsDS.printSchema()
    wordsDS.show(20)
    // select value, count(1) as cnt from tb_words
    // TODO: 第一步，将Dataset注册为临时视图
    wordsDS.createOrReplaceTempView("view_tmp_words")
    // TODO: 第二步，编写SQL执行分析
    val resultDF: DataFrame = spark.sql(
      """
        |SELECT value, COUNT(1) AS cnt FROM view_tmp_words GROUP BY value ORDER BY cnt DESC
      """.stripMargin)
    resultDF.show(10)
    // TODO: 关闭资源
    spark.stop()
  }
}

运行程序结果如下：

无论使用DSL还是SQL编程方式，底层转换为RDD操作都是一样，性能一致，查看WEB UI监控中Job运行对应的DAG图如下

从上述的案例可以发现将数据封装到Dataset/DataFrame中，进行处理分析，更加方便简洁，这就是Spark框架中针对结构化数据处理模块： Spark SQL模块。

下回分解

下篇文章介绍下SparkSQL的前世今生。

SparkSQL系列-1、快速入门

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