没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
大数据处理框架:Spark:Spark SQL与DataFrame教程.docx
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 63 浏览量
2024-09-02
20:04:27
上传
评论
收藏 35KB DOCX 举报
温馨提示
大数据处理框架:Spark:Spark SQL与DataFrame教程.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
1
大数据处理框架:Spark:Spark SQL 与 DataFrame 教程
1 Spark 概述
1.1 1 Spark 简介
Spark 是一个开源的、分布式的大数据处理框架,由加州大学伯克利分校的
AMPLab 开发,后捐赠给 Apache 软件基金会,成为其顶级项目。Spark 设计的
初衷是为了提供比 Hadoop MapReduce 更快的处理速度和更丰富的数据处理能
力。它通过内存计算和 DAG(有向无环图)调度机制,实现了对大规模数据集
的快速处理。Spark 支持 Scala、Java、Python 和 R 等多种编程语言,使得开发
者可以根据自己的需求和语言偏好进行选择。
1.1.1 特点
� 速度快:Spark 通过将数据存储在内存中,减少了磁盘 I/O,从而
大大提高了数据处理速度。
� 易用性:Spark 提供了高级的 API,如 DataFrame 和 Dataset,使得
数据处理更加简单直观。
� 通用性:Spark 不仅支持批处理,还支持实时数据流处理、机器学
习、图计算等多种数据处理场景。
� 容错性:Spark 通过 RDD(弹性分布式数据集)的机制,实现了数
据的自动恢复,提高了系统的容错能力。
1.2 2 Spark 架构
Spark 的架构主要由以下几个部分组成:
1.2.1 驱动程序(Driver Program)
驱动程序是 Spark 应用程序的控制中心,负责调度任务、管理应用的上下
文和执行计划。
1.2.2 执行器(Executor)
执行器是 Spark 集群中的工作节点,负责执行任务并存储计算结果。执行
器可以运行在多个节点上,每个节点可以有多个执行器。
1.2.3 分布式数据集(RDD)
RDD 是 Spark 中最基本的数据抽象,是一个不可变的、分布式的数据集合。
RDD 提供了丰富的操作,包括转换(Transformation)和行动(Action)。
2
1.2.4 DataFrame
DataFrame 是 Spark SQL 中的数据结构,是一个分布式的、具有结构化的数
据集合。DataFrame 可以看作是一个 RDD 的升级版,提供了更丰富的 API 和更
好的性能。
1.2.5 Dataset
Dataset 是 Spark 2.0 中引入的数据结构,它结合了 RDD 的强类型和
DataFrame 的结构化特性,提供了更高效的数据处理能力。
1.2.6 Spark SQL
Spark SQL 是 Spark 的一个模块,用于处理结构化和半结构化数据。它提供
了 SQL 查询接口,以及 DataFrame 和 Dataset API,使得开发者可以使用 SQL 语
句或编程 API 进行数据处理。
1.2.7 Spark Streaming
Spark Streaming 是 Spark 的一个模块,用于处理实时数据流。它将数据流
切分为一系列的小批量数据,然后使用 Spark 的批处理能力进行处理。
1.2.8 MLlib
MLlib 是 Spark 的一个模块,用于机器学习。它提供了丰富的机器学习算法
和工具,使得开发者可以轻松地进行大规模的机器学习任务。
1.2.9 GraphX
GraphX 是 Spark 的一个模块,用于图计算。它提供了图的 API 和图算法,
使得开发者可以进行大规模的图数据处理。
1.3 3 Spark 生态系统
Spark 生态系统包括了多个模块和工具,每个模块和工具都有其特定的功能
和应用场景:
1.3.1 Spark SQL
Spark SQL 提供了 SQL 查询接口和 DataFrame/Dataset API,用于处理结构化
和半结构化数据。
1.3.2 Spark Streaming
Spark Streaming 用于处理实时数据流,可以将数据流切分为一系列的小批
量数据,然后使用 Spark 的批处理能力进行处理。
3
1.3.3 MLlib
MLlib 提供了丰富的机器学习算法和工具,包括分类、回归、聚类、协同过
滤、降维等,用于大规模的机器学习任务。
1.3.4 GraphX
GraphX 提供了图的 API 和图算法,包括 PageRank、Shortest Paths、
Connected Components 等,用于大规模的图数据处理。
1.3.5 Spark Core
Spark Core 是 Spark 的核心模块,提供了基础的分布式计算能力,包括任务
调度、内存管理、故障恢复等。
1.3.6 Spark R
Spark R 提供了 R 语言的接口,使得 R 语言的开发者可以使用 Spark 进行大
规模的数据处理。
1.3.7 Spark ML
Spark ML 是 Spark 2.0 中引入的机器学习模块,它提供了更高级的 API,使
得机器学习任务的开发更加简单。
1.3.8 Spark Graph
Spark Graph 是 Spark 2.0 中引入的图计算模块,它提供了更高级的 API,使
得图数据处理任务的开发更加简单。
1.3.9 Spark SQL 与 DataFrame
Spark SQL 和 DataFrame 是 Spark 中处理结构化数据的主要工具。DataFrame
可以看作是一个分布式的、具有结构化的数据集合,它提供了丰富的 API,使得
数据处理更加简单直观。DataFrame 可以由多种数据源创建,包括 HDFS、Hive、
Parquet、JSON、JDBC 等。DataFrame 的操作包括选择、过滤、分组、聚合、连
接等,这些操作都是基于 DAG 调度机制进行的,可以实现对大规模数据集的快
速处理。
1.3.10 示例:使用 DataFrame 进行数据处理
假设我们有一个 CSV 文件,其中包含了一些用户的信息,包括用户 ID、用
户名、年龄、性别等。我们可以使用 Spark 的 DataFrame API 进行数据处理,例
如,我们可以选择年龄大于 18 岁的用户,然后按照性别进行分组,计算每个性
别的平均年龄。
from pyspark.sql import SparkSession
#
创建
SparkSession
4
spark = SparkSession.builder.appName("DataFrameExample").getOrCreate()
#
读取
CSV
文件
df = spark.read.format("csv").option("header", "true").load("users.csv")
#
选择年龄大于
18
岁的用户
df = df.filter(df.age > 18)
#
按照性别进行分组,计算每个性别的平均年龄
df = df.groupBy("gender").agg({"age": "avg"})
#
显示结果
df.show()
在这个例子中,我们首先创建了一个 SparkSession,然后使用
spark.read.format("csv").option("header", "true").load("users.csv")读取了 CSV 文件。
option("header", "true")表示 CSV 文件的第一行是列名。然后,我们使用
df.filter(df.age > 18)选择了年龄大于 18 岁的用户,使用
df.groupBy("gender").agg({"age": "avg"})按照性别进行了分组,并计算了每个性别
的平均年龄。最后,我们使用 df.show()显示了结果。
1.3.11 Spark SQL
Spark SQL 提供了 SQL 查询接口,使得开发者可以使用 SQL 语句进行数据处
理。Spark SQL 可以处理多种数据源,包括 HDFS、Hive、Parquet、JSON、JDBC
等。Spark SQL 的操作包括选择、过滤、分组、聚合、连接等,这些操作都是基
于 DAG 调度机制进行的,可以实现对大规模数据集的快速处理。
1.3.12 示例:使用 Spark SQL 进行数据处理
假设我们有一个 CSV 文件,其中包含了一些用户的信息,包括用户 ID、用
户名、年龄、性别等。我们可以使用 Spark SQL 进行数据处理,例如,我们可以
选择年龄大于 18 岁的用户,然后按照性别进行分组,计算每个性别的平均年龄。
from pyspark.sql import SparkSession
#
创建
SparkSession
spark = SparkSession.builder.appName("SparkSQLExample").getOrCreate()
#
读取
CSV
文件
df = spark.read.format("csv").option("header", "true").load("users.csv")
#
创建临时视图
df.createOrReplaceTempView("users")
#
使用
SQL
语句进行数据处理
df = spark.sql("SELECT gender, AVG(age) FROM users WHERE age > 18 GROUP BY gender")
5
#
显示结果
df.show()
在这个例子中,我们首先创建了一个 SparkSession,然后使用
spark.read.format("csv").option("header", "true").load("users.csv")读取了 CSV 文件。
option("header", "true")表示 CSV 文件的第一行是列名。然后,我们使用
df.createOrReplaceTempView("users")创建了一个临时视图,使得我们可以使用
SQL 语句进行数据处理。最后,我们使用 spark.sql("SELECT gender, AVG(age)
FROM users WHERE age > 18 GROUP BY gender")执行了 SQL 语句,选择了年龄大
于 18 岁的用户,然后按照性别进行了分组,并计算了每个性别的平均年龄。最
后,我们使用 df.show()显示了结果。
Spark SQL 和 DataFrame 都是 Spark 中处理结构化数据的主要工具,它们提
供了丰富的 API 和 SQL 查询接口,使得数据处理更加简单直观。同时,它们都
是基于 DAG 调度机制进行的,可以实现对大规模数据集的快速处理。
2 Spark SQL 入门
2.1 1 Spark SQL 概念
Spark SQL 是 Apache Spark 的一个模块,用于处理结构化和半结构化数据。
它提供了编程接口,允许用户在 Spark 应用程序中执行 SQL 查询,并提供了
DataFrame 和 Dataset API,这些 API 在 Scala、Java、Python 和 R 中可用。Spark
SQL 能够与 Hive 兼容,读取 Hive 表,并使用 Hive 元数据。此外,它还支持多
种数据源,包括 JSON、XML、Parquet、Avro、JDBC 等。
2.1.1 特点
� 统一的编程模型:Spark SQL 的 DataFrame 和 Dataset API 提供了一
种统一的编程模型,可以处理结构化和半结构化数据。
� 性能优化:通过 Catalyst 优化器,Spark SQL 能够生成高效的执行
计划,提高查询性能。
� 交互式查询:支持通过 Spark SQL CLI 或 Jupyter Notebook 等工具
进行交互式查询,便于数据探索和分析。
� 多语言支持:提供了 Scala、Java、Python 和 R 的 API,使得不同
背景的开发者能够使用自己熟悉的语言进行数据处理。
2.2 2 创建 SparkSession
SparkSession 是 Spark SQL 的入口点,它提供了运行 SQL 查询、DataFrame
操作和数据源读写的能力。创建 SparkSession 是使用 Spark SQL 的第一步。
剩余26页未读,继续阅读
资源评论
kkchenjj
- 粉丝: 2w+
- 资源: 5479
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功