六、【计算】大数据Shuffle原理与实践(上) | 青训营笔记

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简介: 六、【计算】大数据Shuffle原理与实践(上) | 青训营笔记

 👉引言💎


学习的最大理由是想摆脱平庸,早一天就多一份人生的精彩;迟一天就多一天平庸的困扰。 热爱写作,愿意让自己成为更好的人............

铭记于心
🎉✨🎉我唯一知道的,便是我一无所知🎉✨🎉


概述


学习目标:

  1. 了解spark中shuffle的发展历史以及主要实现机制。包括如何划分stage、partition分区、spill、combine等。
  2. 了解spark shuffle的底层实现原理以及Push-based shuffle总体架构方案。
  3. 了解shuffle优化,包括实际业务场景下如何避免产生shuffle、减少shuffle数据量、shuffle参数优化等


一、shuffle概述


1 MapReduce


  • 《MapReduce:Simplified Data Processing on Large Clusters》
  • 开源实现中主要分为Map,Shuffle,Reduce三个阶段

image.png


  • 1.1 Map阶段


单机上针对一小块数据的计算过程


image.pngimage.png


  • 1.2 Shuffle阶段


在map阶段的基础上,进行数据移动,为后续的reduce阶段做准备

image.png


  • 1.3 Reduce阶段
  • 对移动后的数据进行处理,依然是在单机上处理一小份数据image.png


2 Shuffle对性能极为重要


  • 经典shuffle过程

image.pngimage.png

各个引擎中,针对数据shuffle的优化都是重中之重,数据shuffle涉及到以下几个方面:

  • M*R次网络连接
  • 大量的数据移动
  • 数据丢失风险
  • 可能存在大量排序操作
  • 大量数据序列化、反序列化操作
  • 数据压缩
  • 数据shuffle表示了不同分区数据交换的过程,不同的shuffle策略性能差异较大。目前在各个引擎中shuffle都是优化的重点,在spark框架中,shuffle是支撑spark进行大规模复杂数据处理的基石。image.png


二、shuffle算子


1 常见的触发shuffle的算子


  • repartition
  • coalesce、repartition
  • ByKey
  • groupByKey、reduceByKey、aggregateByKey、combineByKey、sortByKeysortBy
  • Join
  • cogroup、join
  • Distinct
  • distinct


2 算子使用例子


Spark源码中RDD的单元测试

PairRDDFunctions的单元测试

val text = sc.textFile("mytextfile.txt")
val counts = text
  .flatMap(line => line.split(" "))
  .map(word => (word,1))
  .reduceByKey(*+*)
counts.collect


3 Spark中对shuffle的抽象


image.png

  • 宽依赖
    父RDD的每个分片至多被子RDD中的一个分片所依赖
  • 窄依赖
    父RDD中的分片可能被子RDD 中的多个分片所依赖


4 Shuffle Dependency算子依赖关系


image.png

  • 创建会产生shuffle的RDD时,RDD会创建Shuffle Dependency来描述Shuffle相关的信息
  • 1 构造函数
  • A single key-value pair RDD, i.e. RDD[Product2[K, V]],
  • Partitioner (available as partitioner property),
  • Serializer,
  • Optional key ordering (of Scala’s scala.math.Ordering type),
  • Optional Aggregator,
  • mapSideCombine flag which is disabled (i.e. false) by default.
  • 2 Partitioner

image.png

  • 用来将record映射到具体的partition的方法
  • 接口
  • numberPartitions
  • getPartition
  • 3 Aggregator
  • 在map侧合并部分record的函数
  • 接口
  • createCombiner:只有一个value的时候初始化的方法
  • mergeValue:合并一个value到Aggregator中
  • mergeCombiners:合并两个Aggregator

🌹写在最后💖: 路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!伙伴们,再见!🌹🌹🌹


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