55、Spark Streaming:updateStateByKey以及基于缓存的实时wordcount程序
一、updateStateByKey
1、概述
SparkStreaming 7*24 小时不间断的运行,有时需要管理一些状态,比如wordCount,每个batch的数据不是独立的而是需要累加的,这时就需要sparkStreaming来维护一些状态, 目前有两种方案updateStateByKey&mapWithState,mapWithState是spark1.6新加入的保存状态的方案,官方声称相比updateStateByKey有10倍性能提升。 updateStateByKey底层是将preSateRDD和parentRDD进行co-group,然后对所有数据都将经过自定义的mapFun函数进行一次计算,即使当前batch只有一条数据也会进行这么复杂的计算, 大大的降低了性能,并且计算时间会随着维护的状态的增加而增加。 mapWithstate底层是创建了一个MapWithStateRDD,存的数据是MapWithStateRDDRecord对象,一个Partition对应一个MapWithStateRDDRecord对象,该对象记录了对应Partition所有的 状态,每次只会对当前batch有的数据进行跟新,而不会像updateStateByKey一样对所有数据计算。 updateStateByKey操作,可以让我们为每个key维护一份state,并持续不断的更新该state。 1、首先,要定义一个state,可以是任意的数据类型; 2、其次,要定义state更新函数——>指定一个函数如何使用之前的state和新值来更新state。 对于每个batch,Spark都会为每个之前已经存在的key去应用一次state更新函数,无论这个key在batch中是否有新的数据。如果state更新函数返回none, 那么key对应的state就会被删除。 当然,对于每个新出现的key,也会执行state更新函数。 注意,updateStateByKey操作,要求必须开启Checkpoint机制。 案例:基于缓存的实时wordcount程序(在实际业务场景中,这个是非常有用的)
2、java案例
package cn.spark.study.streaming; import java.util.Arrays; import java.util.List; import org.apache.spark.SparkConf; import org.apache.spark.api.java.function.FlatMapFunction; import org.apache.spark.api.java.function.Function2; import org.apache.spark.api.java.function.PairFunction; import org.apache.spark.streaming.Durations; import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaDStream; import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairDStream; import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaReceiverInputDStream; import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaStreamingContext; import com.google.common.base.Optional; import scala.Tuple2; public class UpdateStateByKeyWordCount { public static void main(String[] args) { SparkConf conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("UpdateStateByKeyWordCount"); JavaStreamingContext jssc = new JavaStreamingContext(conf, Durations.seconds(5)); // 第一点,如果要使用updateStateByKey算子,就必须设置一个checkpoint目录,开启checkpoint机制 // 这样的话才能把每个key对应的state除了在内存中有,那么是不是也要checkpoint一份 // 因为你要长期保存一份key的state的话,那么spark streaming是要求必须用checkpoint的,以便于在 // 内存数据丢失的时候,可以从checkpoint中恢复数据 // 开启checkpoint机制,很简单,只要调用jssc的checkpoint()方法,设置一个hdfs目录即可 jssc.checkpoint("hdfs://spark1:9000/wordcount_checkpoint"); // 然后先实现基础的wordcount逻辑 JavaReceiverInputDStream<String> lines = jssc.socketTextStream("localhost", 9999); JavaDStream<String> words = lines.flatMap(new FlatMapFunction<String, String>() { private static final long serialVersionUID = 1L; @Override public Iterable<String> call(String line) throws Exception { return Arrays.asList(line.split(" ")); } }); JavaPairDStream<String, Integer> pairs = words.mapToPair(new PairFunction<String, String, Integer>() { private static final long serialVersionUID = 1L; @Override public Tuple2<String, Integer> call(String word) throws Exception { return new Tuple2<String, Integer>(word, 1); } }); // 到了这里,就不一样了,之前的话,是不是直接就是pairs.reduceByKey // 然后,就可以得到每个时间段的batch对应的RDD,计算出来的单词计数 // 然后,可以打印出那个时间段的单词计数 // 但是,有个问题,你如果要统计每个单词的全局的计数呢? // 就是说,统计出来,从程序启动开始,到现在为止,一个单词出现的次数,那么就之前的方式就不好实现 // 就必须基于redis这种缓存,或者是mysql这种db,来实现累加 // 但是,我们的updateStateByKey,就可以实现直接通过Spark维护一份每个单词的全局的统计次数 // 这里的Optional,相当于Scala中的样例类,就是Option,可以这么理解 // 它代表了一个值的存在状态,可能存在,也可能不存在 JavaPairDStream<String, Integer> wordConts = pairs.updateStateByKey(new Function2<List<Integer>, Optional<Integer>, Optional<Integer>>() { private static final long serialVersionUID = 1L; // 这里两个参数 // 实际上,对于每个单词,每次batch计算的时候,都会调用这个函数 // 第一个参数,values,相当于是这个batch中,这个key的新的值,可能有多个吧 // 比如说一个hello,可能有2个1,(hello, 1) (hello, 1),那么传入的是(1,1) // 第二个参数,就是指的是这个key之前的状态,state,其中泛型的类型是你自己指定的 @Override public Optional<Integer> call(List<Integer> values, Optional<Integer> state) throws Exception { // 首先定义一个全局的单词计数 Integer newValue = 0; // 其次,判断,state是否存在,如果不存在,说明是一个key第一次出现 // 如果存在,说明这个key之前已经统计过全局的次数了 if(state.isPresent()) { newValue = state.get(); } // 接着,将本次新出现的值,都累加到newValue上去,就是一个key目前的全局的统计次数 for(Integer value : values) { newValue += value; } return Optional.of(newValue); } }); // 到这里为止,相当于是,每个batch过来是,计算到pairs DStream,就会执行全局的updateStateByKey // 算子,updateStateByKey返回的JavaPairDStream,其实就代表了每个key的全局的计数 // 打印出来 wordConts.print(); jssc.start(); jssc.awaitTermination(); jssc.close(); } } ##运行脚本 [root@spark1 streaming]# cat updateStateByKeyWordCount.sh /usr/local/spark-1.5.1-bin-hadoop2.4/bin/spark-submit \ --class cn.spark.study.streaming.UpdateStateByKeyWordCount \ --num-executors 3 \ --driver-memory 100m \ --executor-memory 100m \ --executor-cores 3 \ --files /usr/local/hive/conf/hive-site.xml \ --driver-class-path /usr/local/hive/lib/mysql-connector-java-5.1.17.jar \ /usr/local/spark-study/java/streaming/saprk-study-java-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar \ ##在另一个窗口打开nc,然后输入内容: [root@spark1 kafka]# nc -lk 9999 hello you hello word hello you me ##结果,相同的词每次都会全局统计 (hello,3) (word,1) (me,1) (you,2)
3、scala案例
package cn.spark.study.streaming import org.apache.spark.SparkConf import org.apache.spark.streaming.StreamingContext import org.apache.spark.streaming.Seconds object UpdateStateByKeyWordCount { def main(args: Array[String]): Unit = { val conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("UpdateStateByKeyWordCount") val ssc = new StreamingContext(conf, Seconds(5)) ssc.checkpoint("hdfs://spark1:9000/wordcount_checkpoint") val lines = ssc.socketTextStream("spark1", 9999) val words = lines.flatMap( _.split(" ")) val pairs = words.map(word => (word, 1)) val wordCounts = pairs.updateStateByKey((values: Seq[Int], state: Option[Int]) => { var newValue = state.getOrElse(0) for(value <- values) { newValue += value } Option(newValue) }) wordCounts.print() ssc.start() ssc.awaitTermination() } } ##在另一个窗口打开nc,然后输入内容: [root@spark1 kafka]# nc -lk 9999 hello word hello you ##结果,相同的词每次都会全局统计 (hello,2) (word,1) (you,1)