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DataFrame 与 RDD 类似，DataFrame 是一个分布式数据容器，更像传统数据库的二维表格，除了数据以外，还掌握数据的结构信息（比如对列的描述），即 schema。同时，与 Hive 类似，DataFrame 也支持嵌套数据类型（struct、 array 和 map）。从 API 易用性的角度上看，DataFrameAPI 提供的是一套高层的关系操作，比函数式的 RDDAPI 要更加友好，门槛更低。

3.创建DataFrame的来源和方式 || 如何对DataFrame中封装的数据进行操作？

3.1创建DataFrame的来源和方式

3.2如何对DataFrame中封装的数据进行操作？

当我们的DataFrame构建好之后，里面封装了我们的数据，需要对数据进行操作即对DataFrame进行操作，有两种方式

3.2.1 通过方法

sqlContext.read() 返回DataFrameReader对象

sqlContext.read().json("student.json") 读取一个json文件（这个json文件中的内容不能是嵌套的）读进来变成DataFrame,

df.select("age").show()，如果没有show,这个程序就不会执行，这个show就类似与Spark中Action类型的算子，触发执行

示例代码：

 1 package com.hzf.spark.exercise;
 2 
 3 import org.apache.spark.SparkConf;
 4 import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
 5 import org.apache.spark.sql.DataFrame;
 6 import org.apache.spark.sql.SQLContext;
 7 
 8 public class TestSparkSQL {
 9     public static void main(String[] args) {
10         SparkConf conf = new SparkConf().setAppName("DataFrameOps").setMaster("local");
11         
12         JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
13         SQLContext sqlContext = new SQLContext(sc);
14         
15         DataFrame df = sqlContext.read().json("people.json");
16         
17         
18         /*
19          * 操作DataFrame的第一种方式
20          * */
21         //类似 SQL的select from table;
22         df.show();
23         //desc table
24         df.printSchema();
25         
26         //select age from table;
27         df.select("age").show();
28         //select name from table;
29         df.select("name").show();
30         //select name,age+10 from table;
31         df.select(df.col("name"),df.col("age").plus(10)).show();
32         //select * from table where age > 20
33         df.filter(df.col("age").gt(20)).show();
34     }
35 }

View Code

result:

3.2.2 通过注册临时表，传入SQL语句（推荐使用）

示例代码：

 1 package com.hzf.spark.exercise;
 2 
 3 import org.apache.spark.SparkConf;
 4 import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
 5 import org.apache.spark.sql.DataFrame;
 6 import org.apache.spark.sql.SQLContext;
 7 
 8 public class TestSparkSQL01 {
 9     public static void main(String[] args) {
10         SparkConf conf = new SparkConf().setAppName("DataFrameOps").setMaster("local");
11         
12         JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
13         SQLContext sqlContext = new SQLContext(sc);
14         
15         DataFrame df = sqlContext.read().json("people.json");
16         
17         //将DataFrame中封装的数据注册为一张临时表，对临时表进行sql操作
18         df.registerTempTable("people");
19         DataFrame sql = sqlContext.sql("SELECT * FROM people WHERE age IS NOT NULL");
20         sql.show(); 
21     }
22 }

View Code

result:

3.3创建DataFrame的几种方式，来源（json，jsonRDD，parquet，非json格式，mysql）

<1>读取Json格式文件-->DataFrame：Json 文件中不能有嵌套的格式

加载json格式文件-->DataFrame有两种方式：

方式一：DataFrame df = sqlContext.read().format("json").load("people.json");

方式二：DataFrame df = sqlContext.read().json("people.json");

数据集：

示例代码：

 1 package com.bjsxt.java.spark.sql.json;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 import org.apache.spark.SparkConf;
 7 import org.apache.spark.SparkContext;
 8 import org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD;
 9 import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
10 import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
11 import org.apache.spark.api.java.function.Function;
12 import org.apache.spark.api.java.function.PairFunction;
13 import org.apache.spark.sql.DataFrame;
14 import org.apache.spark.sql.Row;
15 import org.apache.spark.sql.RowFactory;
16 import org.apache.spark.sql.SQLContext;
17 import org.apache.spark.sql.types.DataTypes;
18 import org.apache.spark.sql.types.StructField;
19 import org.apache.spark.sql.types.StructType;
20 
21 import scala.Tuple2;
22 
23 /**
24  * JSON数据源
25  * @author Administrator
26  *
27  */
28 public class JSONDataSource {
29 
30     public static void main(String[] args) {
31         SparkConf conf = new SparkConf()
32                 .setAppName("JSONDataSource")
33 //                .set("spark.default.parallelism", "100")
34                 .setMaster("local");  
35         JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
36         SQLContext sqlContext = new SQLContext(sc);
37         
38         DataFrame studentScoresDF = sqlContext.read().json("student.json");  
39         
40         studentScoresDF.registerTempTable("student_scores");
41         DataFrame goodStudentScoresDF = sqlContext.sql(
42                 "select name,count(score) from student_scores where score>=80 group by name");
43         
44         List<String> goodStudentNames = goodStudentScoresDF.javaRDD().map(new Function<Row, String>() {
45                     private static final long serialVersionUID = 1L;
46                     
47                     @Override
48                     public String call(Row row) throws Exception {
49                         return row.getString(0);
50                     }
51                     
52         }).collect();
53         
54         for(String str: goodStudentNames){
55             System.out.println(str);
56         }
57     }
58 }

View Code

result:

<2>jsonRDD-->DataFrame

<3>读取Parquet格式文件-->DataFrame：自动推测分区，合并 Schema。

经验：将Spark中的文本转换为Parquet以提升性能

parquet是一个基于列的存储格式，列式存储布局可以加速查询，因为它只检查所有需要的列并对它们的值执行计算，因此只读取一个数据文件或表的小部分数据。Parquet 还支持灵活的压缩选项，因此可以显著减少磁盘上的存储。

如果在 HDFS 上拥有基于文本的数据文件或表，而且正在使用 Spark SQL 对它们执行查询，那么强烈推荐将文本数据文件转换为 Parquet 数据文件，以实现性能和存储收益。当然，转换需要时间，但查询性能的提升在某些情况下可能达到 30 倍或更高，存储的节省可高达 75%！

parquet的压缩比高，将一个普通的文本转化为parquet格式，如何去转？

val lineRDD = sc.textFile()

DF.save(parquet) //将RDD转化为DF

parquet操作示例

是否指定format--若存储时，指定format为json格式，那么则生成json格式文件，否则不指定format,默认文件以parquet形式进行存储

测试一：指定format为json格式，存储在本地

测试数据: top.txt

测试代码

测试结果

测试二：不指定format,那么文件默认以parquet形式进行存储，存储在本地

测试数据: people.json

测试代码

测试结果

测试三：读取本地parquet存储格式的文件

测试代码

测试结果

测试四：读取hdfs上parquet形式的文件

测试代码

测试结果

<4> RDD（非json格式变成DataFrame）

读取txt 文件-->DataFrame：从 txt 文件读取，然后转为 RDD，最后转为 DataFrame

RDD 转为 DataFrame 有两种方式

(1)反射机制，

注意点：自定义的类一定要是 public，并且要实现序列化接口 Serializable，

取数据的时候，在 JavaAPI 中会有顺序问题（因为 DataFrame 转为 RDD<Row> 的时候，会进行一次字典排序改变 Row 的位置，而Scala 的 API 则没有这个问题）

(2)动态创建 Schema，先将 RDD 中的每一行类型变为 RDD<Row> 类型，然后创建 DataFrame 的元数据-->构建 StructType，用于最后 DataFrame 元数据的描述，基于现有的 StructType 以及 RDD<Row> 来构造 DataFrame。(如果列的信息比较长可以存到数据库里)

<4.1>反射机制

数据

示例代码：

自定义类

 1 package com.bjsxt.java.spark.sql.createdf;
 2 
 3 import java.util.List;
 4 
 5 import org.apache.spark.SparkConf;
 6 import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
 7 import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
 8 import org.apache.spark.api.java.function.Function;
 9 import org.apache.spark.sql.DataFrame;
10 import org.apache.spark.sql.Row;
11 import org.apache.spark.sql.SQLContext;
12 
13 /**
14  * 使用反射的方式将RDD转换成为DataFrame
15  * 1、自定义的类必须是public
16  * 2、自定义的类必须是可序列化的
17  * 3、RDD转成DataFrame的时候，他会根据自定义类中的字段名进行排序。
18  * @author zfg
19  *
20  */
21 
22 public class RDD2DataFrameByReflection {
23 
24     public static void main(String[] args) {
25         SparkConf conf = new SparkConf().setMaster("local").setAppName("RDD2DataFrameByReflection");
26         JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
27         SQLContext sqlcontext = new SQLContext(sc);
28         
29         JavaRDD<String> lines = sc.textFile("Peoples.txt");
30         JavaRDD<Person> personsRdd = lines.map(new Function<String, Person>() {
31             
32             private static final long serialVersionUID = 1L;
33 
34             @Override
35             public Person call(String line) throws Exception {
36                 String[] split = line.split(",");
37                 Person p = new Person();
38                 p.setId(Integer.valueOf(split[0].trim()));
39                 p.setName(split[1]);
40                 p.setAge(Integer.valueOf(split[2].trim()));
41                 return p;
42             }
43         });
44         
45         //传入进去Person.class的时候，sqlContext是通过反射的方式创建DataFrame
46         //在底层通过反射的方式或得Person的所有field，结合RDD本身，就生成了DataFrame
47         DataFrame df = sqlcontext.createDataFrame(personsRdd, Person.class);
48      
49         //命名table的名字为person
50         df.registerTempTable("personTable");
51         
52         DataFrame resultDataFrame = sqlcontext.sql("select * from personTable where age > 7");
53         resultDataFrame.show();
54         
55          //将df转成rdd
56         JavaRDD<Row> resultRDD = resultDataFrame.javaRDD();
57         JavaRDD<Person> result = resultRDD.map(new Function<Row, Person>() {
58             
59             private static final long serialVersionUID = 1L;
60 
61             @Override
62             public Person call(Row row) throws Exception {
63                  Person p = new Person();
64                  p.setAge(row.getInt(0));
65                  p.setId(row.getInt(1));
66                  p.setName(row.getString(2));
67                 return p;
68             }
69         });
70         
71          List<Person> personList = result.collect();
72          
73          for (Person person : personList) {
74             System.out.println(person.toString());
75         } 
76     }
77 }

View Code

result：

<4.2>动态创建Schema方式

数据

示例代码：

 1 package com.bjsxt.java.spark.sql.createdf;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 import org.apache.spark.SparkConf;
 7 import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
 8 import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
 9 import org.apache.spark.api.java.function.Function;
10 import org.apache.spark.sql.DataFrame;
11 import org.apache.spark.sql.Row;
12 import org.apache.spark.sql.RowFactory;
13 import org.apache.spark.sql.SQLContext;
14 import org.apache.spark.sql.types.DataTypes;
15 import org.apache.spark.sql.types.StructField;
16 import org.apache.spark.sql.types.StructType;
17 
18 
19 public class RDD2DataFrameByProgrammatically {
20     public static void main(String[] args) {
21         SparkConf conf = new SparkConf().setMaster("local").setAppName("RDD2DataFrameByReflection");
22         JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
23         SQLContext sqlcontext = new SQLContext(sc);
24         /**
25          * 在RDD的基础上创建类型为Row的RDD
26          */
27         JavaRDD<String> lines = sc.textFile("Peoples.txt");
28         JavaRDD<Row> rowRDD = lines.map(new Function<String, Row>() {
29             
30             private static final long serialVersionUID = 1L;
31 
32             @Override
33             public Row call(String line) throws Exception {
34                 String[] split = line.split(",");
35                 return RowFactory.create(Integer.valueOf(split[0]),split[1],Integer.valueOf(split[2]));
36             }
37         });
38         
39         /**
40          * 动态构造DataFrame的元数据，一般而言，有多少列以及每列的具体类型可能来自于Json，也可能来自于DB
41          */
42         ArrayList<StructField> structFields = new ArrayList<StructField>();
43         structFields.add(DataTypes.createStructField("id", DataTypes.IntegerType, true));
44         structFields.add(DataTypes.createStructField("name", DataTypes.StringType, true));
45         structFields.add(DataTypes.createStructField("age", DataTypes.IntegerType, true));
46         //构建StructType，用于最后DataFrame元数据的描述
47         StructType schema = DataTypes.createStructType(structFields);
48         
49         /**
50          * 基于已有的MetaData以及RDD<Row> 来构造DataFrame
51          */
52         DataFrame df = sqlcontext.createDataFrame(rowRDD, schema);
53         
54         /**
55          *注册成为临时表以供后续的SQL操作查询
56          */
57         df.registerTempTable("persons");
58         
59         /**
60          * 进行数据的多维度分析
61          */
62         DataFrame result = sqlcontext.sql("select * from persons where age > 7");
63         result.show();
64 
65         /**
66          * 对结果进行处理，包括由DataFrame转换成为RDD<Row>
67          */
68          List<Row> listRow = result.javaRDD().collect();
69          for (Row row : listRow) {
70             System.out.println(row);
71         }
72     }
73 }

View Code

result：

<5> 读取MySql 中表里的数据-->DataFrame

Spark Build-in内置支持的json jdbc mysql,hive...如果数据库支持jdbc连接，Spark 就可以基于这个数据库尽行数据的处理

示例代码：

 1 package com.bjsxt.java.spark.sql.jdbc;
 2 
 3 import org.apache.spark.SparkConf;
 4 import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
 5 import org.apache.spark.sql.DataFrame;
 6 import org.apache.spark.sql.DataFrameReader;
 7 import org.apache.spark.sql.SQLContext;
 8 
 9 /**
10  * JDBC数据源
11  * 
12  * @author Administrator
13  *
14  */
15 public class JDBCDataSource {
16 
17     public static void main(String[] args) {
18         SparkConf conf = new SparkConf().setAppName("JDBCDataSource").setMaster("local");
19         JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
20         SQLContext sqlContext = new SQLContext(sc);
21         
22         // 方法1、分别将mysql中两张表的数据加载为DataFrame
23         /*
24          * Map<String, String> options = new HashMap<String, String>();
25          * options.put("url", "jdbc:mysql://hadoop1:3306/testdb");
26          * options.put("driver", "com.mysql.jdbc.Driver"); 
27          * options.put("user","spark");
28          * options.put("password", "spark2016");
29          
30          * options.put("dbtable", "student_info"); 
31          * DataFrame studentInfosDF = sqlContext.read().format("jdbc").options(options).load();
32          * options.put("dbtable", "student_score"); 
33          * DataFrame studentScoresDF = sqlContext.read().format("jdbc") .options(options).load();
34          */
35         // 方法2、分别将mysql中两张表的数据加载为DataFrame
36         DataFrameReader reader = sqlContext.read().format("jdbc");
37         reader.option("url", "jdbc:mysql://node4:3306/testdb");
38         reader.option("driver", "com.mysql.jdbc.Driver");
39         reader.option("user", "root");
40         reader.option("password", "123");
41         
42         reader.option("dbtable", "student_info");
43         DataFrame studentInfosDF = reader.load();
44         reader.option("dbtable", "student_score");
45         DataFrame studentScoresDF = reader.load();
46         
47         // 将两个DataFrame转换为JavaPairRDD，执行join操作
48         studentInfosDF.registerTempTable("studentInfos");
49         studentScoresDF.registerTempTable("studentScores");
50         
51         String sql = "SELECT studentInfos.name,age,score "
52                 + "        FROM studentInfos JOIN studentScores"
53                 + "         ON (studentScores.name = studentInfos.name)"
54                 + "     WHERE studentScores.score > 80";
55         
56         DataFrame sql2 = sqlContext.sql(sql);
57         sql2.show();
58     }
59 }

View Code

result:

4. 如何将DataFrame中的值写入到外部存储中去？

存储模式（SaveMode.Overwrite || Ignore || Append || ErrorifExit）

<1> 读取本地json格式文件，并以json形式写入到hdfs（不指定format,默认是parquet）

测试代码

测试结果

补充：

1.什么是下推过滤器？

在join之前过滤，而不是join之后进行过滤

2.select * from table 在SparkSQL和Hive on MR中的区别?

SparkSQL 中 select * from table 在spark中是要具体执行spark任务的，而在 Hive on MR 中 select * from table直接读取数据，所以SparkSQL 中执行select * from不一定比Hive on MR中的快

3.如何将一个DataFrame变成一个RDD？

JavaRDD<ROW> rdd = resultFrame.javaRDD()

5.整合Spark和Hive?

6.1Spark 目录下面的 conf 下放一个配置文件 hive-site.xml 文件。

6.2在 hive 的服务端启动 MetaStore Server【因为 HiveContext 会用到 metastore 服务。(在 Spark-shell 里面使用 HiveContext 的时候，要记住导入 HiveContext）】（hive --service metastore）

6.3启动hdfs【因为hive的数据是存在hdfs上的】和Spark集群（start-all.sh spark-start-all.sh）

6.4进入Spark shell,测试Spark 和 Hive是否整合成功

scala>import org.apache.spark.sql.hive.HiveContext
scala>val hiveContext =newHiveContext(sc)
scala>hiveContext.sql("show tables").show

6.5整合测试（详见Spark_some配置），注意！将代码提交到Spark集群上运行时，需要将hdfs-site.xml拷贝到SPARK_HOME/conf下

6.SqlContext和HiveContext的关系？

SQLcontext 是 HiveContext 的父类

在集群中运行的时候用 HiveContext，可以基于 Hive 来操作 Hive 表，对源数据进行CRUD的操作。

posted on 2017-03-05 16:49 日月的弯刀阅读(4769) 评论(0) 编辑收藏举报

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Spark_总结四

1.Spark SQL

3.创建DataFrame的来源和方式 || 如何对DataFrame中封装的数据进行操作？

3.2如何对DataFrame中封装的数据进行操作？

4. 如何将DataFrame中的值写入到外部存储中去？

5.整合Spark和Hive?

6.SqlContext和HiveContext的关系？


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