Spark知识点总结大全

1.什么是Spark

spark是一种基于内存的快速、通用、可扩展的大数据分析引擎，基于内存的计算框架

2.spark的生态？

spark core: Spark 的核心实现了Spark的基本功能，包含任务调度、内存管理、错误恢复、与存储系统交互等模块。

spark sql: 使用sql对历史数据做交互式查询，用来操作结构化数据

spark Streaming: 近实时计算对实时数据进行流式计算的组件

spark graphx: 图计算关注事物本身和事物之间的联系

spark mllib: 机器学习包括分类、回归、聚类、协同过滤等，还提供了模型评估、数据导入等额外的支持功能

3.即席查询：用户根据需求自定义查询

4.实时计算框架？ storm spark Streaming flink

5.spark 的资源管理器？

Spark支持在各种集群管理器(Cluster Manager)上运行，包括Hadoop YARN、Apache Mesos，以及Spark自带的一个简易调度器，叫作独立调度器。 standalone

6.spark 比 mr 快的原因？

基于内存 DAG执行引擎 cache

7.spark的部署模式？

Local本地模式

yarn模式

Standalone模式

8.submit的参数有哪些？

--master master 的地址，提交任务到哪里执行，例如 spark://host:port, yarn, local

--deploy-mode 在本地 (client) 启动 driver 或在 cluster 上启动，默认是 client

--class 应用程序的主类，仅针对 java 或 scala 应用

--name 应用程序的名称

--jars 用逗号分隔的本地 jar 包，设置后，这些 jar 将包含在 driver 和 executor 的 classpath 下

--packages 包含在driver 和executor 的 classpath 中的 jar 的 maven 坐标

--exclude-packages 为了避免冲突而指定不包含的 package

--repositories 远程 repository

--properties-file 加载的配置文件，默认为 conf/spark-defaults.conf

--driver-memory Driver内存，默认 1G

--driver-java-options 传给 driver 的额外的 Java 选项

--driver-library-path 传给 driver 的额外的库路径

--driver-class-path 传给 driver 的额外的类路径

--driver-cores Driver 的核数，默认是1。在 yarn 或者 standalone 下使用

--executor-memory 每个 executor 的内存，默认是1G

--total-executor-cores 所有 executor 总共的核数。仅仅在 mesos 或者 standalone 下使用

--num-executors 启动的 executor 数量。默认为2。在 yarn 下使用

--executor-core 每个 executor 的核数。在yarn或者standalone下使用

9.画出spark提交流程？

10.Driver（驱动器）的作用？

1.把用户程序转为作业（JOB）

2.跟踪Executor的运行状况

3.为执行器节点调度任务

4.UI展示应用运行状况

11.Executor（执行器）的作用？

1.负责运行组成 Spark 应用的任务，并将结果返回给驱动器进程；

2.通过自身的块管理器（Block Manager）为用户程序中要求缓存的RDD提供内存式存储。RDD是直接缓存在Executor进程内的，因此任务可以在运行时充分利用缓存数据加速运算。

12.Spark的特点？

快：spark实现了高效的DAG执行引擎，可以通过基于内存来高效处理数据流

易用：spark支持Java、Python和scala的API，还支持超过80种高级算法，使用户可以快速构建不同的应用

通用：spark提供了统一的解决方案。可以用于批处理、交互式查询（spark SQL）、实时流处理（spark streaming）

、机器学习（spark MLlib）和图计算（Graphx）

兼容性:spark可以非常方便地与其他的开源产品进行融合

13.spark的提交方式？ client(克兰n它) cluster(可拉s它) 区别？

spark的提交的方式是client还是 cluster

区别主要是在于driver在哪里运行:client

在当前提交的节点运行,cluster 在集群的某一个节点

client 下没有监督重启机制，Driver进程如果挂了，需要额外的程序重启

yarn client模式：driverzai当前提交任务的节点上，可以打印任务运行的日志信息，而

yarn cluster模式：driver在AppMaster所有节点上，分布式分配，不能再提交任务的本机打印日志信息

14.spark能代替hadoop 吗？

1、不能，仅仅是mr的替代方案

2、spark会替代Hadoop的一部分，会替代Hadoop的计算框架，如mapReduce、Hive查询引擎，

但spark本身不提供存储，所以spark不能完全替代Hadoop

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15.什么是RDD？

RDD（Resilient Distributed Dataset）叫做弹性分布式数据集，是Spark中最基本的数据抽象。代码中是一个抽象类，它代表一个不可变、可分区、里面的元素可并行计算的集合。

16. RDD的属性

1)一组分区（Partition），即数据集的基本组成单位;

2)一个计算每个分区的函数; spark 的算子

3)RDD之间的依赖关系;

4)一个Partitioner，即RDD的分片函数;

5)一个列表，存储存取每个Partition的优先位置（preferred location）。

17.RDD特点

RDD表示只读的分区的数据集，对RDD进行改动，只能通过RDD的转换操作，由一个RDD得到一个新的RDD，新的RDD包含了从其他RDD衍生所必需的信息。RDDs之间存在依赖，RDD的执行是按照血缘关系延时计算的。如果血缘关系较长，可以通过持久化RDD来切断血缘关系。

18.rdd的分区个数由什么决定？默认 cpu的核数有关）指定从hdfs跟切片个数有关从kafka获取数据跟topic的分区个数有关

19.RDD的操作算子包括两类？区别？

RDD的操作算子包括两类，

一类叫做transformations，它是用来将RDD进行转化，构建RDD的血缘关系；

另一类叫做actions，它是用来触发RDD的计算，得到RDD的相关计算结果或者将RDD保存的文件系统中。

transformations，会形成新的rdd

actions在rdd本身计算

20.rdd之间的依赖关系？分别是什么？

依赖包括两种，一种是窄依赖，RDD之间分区是一一对应的，另一种是宽依赖，下游RDD的每个分区与上游 RDD(也称之为父RDD)的每个分区都有关，是多对多的关系。

21.spark的容错方式？区别？ lineage cp

lineage,重新计算

checkpoint,在挂掉的地方开始,避免重新计算

Lineage：RDD的Lineage会记录RDD的元数据信息和转换行为，

当该RDD的部分分区数据丢失时，它可以根据这些信息来重新运算和恢复丢失的数据分区。

checkpoint的意思就是建立检查点,checkpoint的作用就是将DAG中比较重要的中间数据做

一个检查点将结果存储到一个高可用的地方(通常这个地方就是HDFS里面).

22.缓存和 checkpoint的区别？

缓存是为了多次复用rdd重计算，checkpoint防止节点挂掉导致数据丢失

23.在Spark中RDD的创建方式可以分为三种

在Spark中RDD的创建方式可以分为三种：从集合中创建RDD；从外部存储创建RDD；从其他RDD创建。

24.总结spark算子 30个

map(funt):返回一个新的RDD，该RDD由每一个输入元素经过func函数转换后组成

mapPartitions(func):类似于map，但独立地在RDD的每一个分片上运行，因此在类型为T的RDD上运行时，func的函数类型必须是Iterator[T] => Iterator[U]。一个函数一次处理所有分区。

mapPartitionsWithIndex(func):类似于mapPartitions，但func带有一个整数参数表示分片的索引值，因此在类型为T的RDD上运行时，func的函数类型必须是(Int, Interator[T]) => Iterator[U]；

flatMap(func):类似于map，但是每一个输入元素可以被映射为0或多个输出元素（所以func应该返回一个序列，而不是单一元素）

glom():将每一个分区形成一个数组，形成新的RDD类型时RDD[Array[T]]

groupBy(func):分组，按照传入函数的返回值进行分组。将相同的key对应的值放入一个迭代器。

filter(func):过滤。返回一个新的RDD，该RDD由经过func函数计算后返回值为true的输入元素组成

sample(withReplacement, fraction, seed):以指定的随机种子随机抽样出数量为fraction的数据，withReplacement表示是抽出的数据是否放回，true为有放回的抽样，false为无放回的抽样，seed用于指定随机数生成器种子。

distinct([numTasks])):对源RDD进行去重后返回一个新的RDD。默认情况下，只有8个并行任务来操作，但是可以传入一个可选的numTasks参数改变它。

coalesce(numPartitions):缩减分区数，用于大数据集过滤后，提高小数据集的执行效率。

repartition(numPartitions):根据分区数，重新通过网络随机洗牌所有数据。

sortBy(func,[ascending], [numTasks]):使用func先对数据进行处理，按照处理后的数据比较结果排序，默认为正序。

pipe(command, [envVars]):管道，针对每个分区，都执行一个shell脚本，返回输出的RDD。

union(otherDataset): 并集对源RDD和参数RDD求并集后返回一个新的RDD

subtract (otherDataset):差集计算差的一种函数，去除两个RDD中相同的元素，不同的RDD将保留下来

intersection(otherDataset):交集对源RDD和参数RDD求交集后返回一个新的RDD

cartesian(otherDataset):笛卡尔积（尽量避免使用）

zip(otherDataset):拉链将两个RDD组合成Key/Value形式的RDD,这里默认两个RDD的partition数量以及元素数量都相同，否则会抛出异常。

partitionBy:对pairRDD进行分区操作，如果原有的partionRDD和现有的partionRDD是一致的话就不进行分区，?否则会生成ShuffleRDD，即会产生shuffle过程。

groupByKey:groupByKey也是对每个key进行操作，但只生成一个sequence。

reduceByKey(func, [numTasks]):在一个(K,V)的RDD上调用，返回一个(K,V)的RDD，使用指定的reduce函数，将相同key的值聚合到一起，reduce任务的个数可以通过第二个可选的参数来设置。

aggregateByKey:在kv对的RDD中，按key将value进行分组合并，合并时，将每个value和初始值作为seq函数的参数，进行计算，返回的结果作为一个新的kv对，然后再将结果按照key进行合并，最后将每个分组的value传递给combine函数进行计算（先将前两个value进行计算，将返回结果和下一个value传给combine函数，以此类推），将key与计算结果作为一个新的kv对输出。

foldByKey:aggregateByKey的简化操作，seqop和combop相同

combineByKey[C]:对相同K，把V合并成一个集合

sortByKey([ascending], [numTasks]):在一个(K,V)的RDD上调用，K必须实现Ordered接口，返回一个按照key进行排序的(K,V)的RDD

mapValues:针对于(K,V)形式的类型只对V进行操作

join(otherDataset, [numTasks]):在类型为(K,V)和(K,W)的RDD上调用，返回一个相同key对应的所有元素对在一起的(K,(V,W))的RDD

cogroup(otherDataset, [numTasks]):在类型为(K,V)和(K,W)的RDD上调用，返回一个(K,(Iterable<V>,Iterable<W>))类型的RDD

25. map()和mapPartition()的区别

map:每次处理一条数据

mapPartition: 每次处理一个分区的数据，这个分区的数据处理完后，原RDD

中分区的数据才能释放可能导致OMM

当内存空间较大的时候建议使用mapPartition，以提高处理效率

26.spark 重分区算子？区别场景？

coalesce 重新分区，可以选择是否进行shuffle过程。由参数shuffle: Boolean = false/true决定

repartition 实际上是调用的coalesce，默认是进行shuffle的。

场景：减少/合并分区优先使用coalesce 增大、提高分区使用repartition

27.reduceByKey和groupByKey的区别

reduceByKey：分组聚合

groupby:只分组

28.宽依赖算子？所有bykey算子部分join算子笛卡尔积和repartition

29.什么是DAG？

DAG(Directed Acyclic Graph)叫做有向无环图，原始的RDD通过一系列的转换就就形成了DAG，根据RDD之间的依赖关系的不同将 DAG划分成不同的Stage，对于窄依赖，partition的转换处理在Stage中完成计算。

对于宽依赖，由于有Shuffle的存在，只能在parent RDD处理完成后，才能开始接下来的计算，因此宽依赖是划分Stage的依据。

30.如何划分stage？

根据RDD之间的依赖关系的不同将Job划分成不同的Stage，遇到一个宽依赖则划分一个Stage。

31.spark缓存？区别？

persist方法或cache方法

cache只有一个默认的缓存级别MEMORY_ONLY ，而persist可以根据情况设置其它的缓存级别。

32.持久化的级别？如何选择？

内存磁盘序列化副本

先选择MEMORY_ONLY（内存）,如果MEMORY_ONLY放不下可以考虑MEMORY_ONLY_SER（序列化）,

因为序列化过后占用的内存更小,如果序列化过后还放不下,那么就考虑MEMORY_AND_DISK（内存和磁盘）,不到万不得已不使用 DISK_ONLY（磁盘）,放在磁盘会影响性能

33.Spark目前支持分区？区别？

hash分区：HashPartitioner，根据key的hash值与分区个数取余来进行分区，分区弊端：可能导致每个分区中数据量的不均匀，极端情况下会导致某些分区拥有RDD的全部数据。

Ranger分区：RangePartitioner，将一定范围内的数映射到某一个分区内，尽量保证每个分区中数据量的均匀。类似与Hbase中的region

自定义分区：要实现自定义的分区器，你需要继承

34.spark的共享变量？

累加器广播变量

35.手写Spark WC

def main(args: Array[String]): Unit = {

//屏蔽日志

Logger.getLogger("org").setLevel(Level.ERROR)

//local

val conf = new SparkConf().setAppName(this.getClass.getSimpleName)

val sc = new SparkContext(conf)

sc.textFile("F://大数据/input/clean.txt").flatMap(_.split("\t")).map((_,1)).reduceByKey(_+_).foreach(println(_))

36.画出 spark 执行流程图详解

37.master 资源分配算法？

有两种策略，尽量打散：尽量让需要的资源平均在不同的机器上启动，

还有以后一种策略是尽量集中，尽量在某一台或者几台机器上启动

38.总结spark Shuffle？

spark的shuffle分为两种实现，分别为HashShuffle和SortShuffle，

HashShuffle又分为普通机制和合并机制，普通机制因为其会产生M*R个数的巨量磁盘小文件而产生大量性能低下的Io操作，从而性能较低，因为其巨量的磁盘小文件还可能导致OOM，HashShuffle的合并机制通过重复利用buffer从而将磁盘小文件的数量降低到Core*R个，但是当Reducer 端的并行任务或者是数据分片过多的时候，依然会产生大量的磁盘小文件。

SortShuffle也分为普通机制和bypass机制，普通机制在内存数据结构(默认为5M)完成排序，会产生2M个磁盘小文件。而当shuffle map task数量小于spark.shuffle.sort.bypassMergeThreshold参数的值。或者算子不是聚合类的shuffle算子(比如reduceByKey)的时候会触发SortShuffle的bypass机制，SortShuffle的bypass机制不会进行排序，极大的提高了其性能

在Spark 1.2以前，默认的shuffle计算引擎是HashShuffleManager，因为HashShuffleManager会产生大量的磁盘小文件而性能低下，在Spark 1.2以后的版本中，默认的ShuffleManager改成了SortShuffleManager。SortShuffleManager相较于HashShuffleManager来说，有了一定的改进。主要就在于，每个Task在进行shuffle操作时，虽然也会产生较多的临时磁盘文件，但是最后会将所有的临时文件合并(merge)成一个磁盘文件，因此每个Task就只有一个磁盘文件。在下一个stage的shuffle read task拉取自己的数据时，只要根据索引读取每个磁盘文件中的部分数据即可。

39.总结spark的优化 10个以上

1：避免创建重复的RDD

2：尽可能使用同一个RDD

3：对多次使用的RDD进行持久化

4：尽量避免使用shuffle类算子

5：使用map-side 预聚合的shuffle操作

6：使用高性能的算子

7：广播大变量

8：使用Kryo优化序列化性能

9：优化数据结构

10：资源调优

11：参数调优

12：设置合理的并行度

13：spark调优数据倾斜调优

40.如何代替join

Broadcast + map + filter 代替 join

对于join，大表join小表，可以考虑把小表的数据广播到executor中，通过map + filter的操作完成join的功能

41.spark的序列化？

java序列化和kryo序列化，

kryo序列化比java序列化后的数据容量小，传输速度还快，但是java支持的类型比kryo多比较成熟。

42.spark 如何设置并行度？

1. spark.defalut.parallelism 默认是没有值的，如果设置了值比如说10，

是在shuffle的过程才会起作用（val rdd2 = rdd1.reduceByKey(_+_) //rdd2的分区数就是10，rdd1的分区数不受这个参数的影响）

conf.set(“spark.defalut.parallelism”,”500“)

2、如果读取的数据在HDFS上，增加block数，默认情况下split与block是一对一的，而split又与RDD中的partition对应，所以增加了block数，也就提高了并行度。

3、RDD.repartition，给RDD重新设置partition的数量

4、reduceByKey的算子指定partition的数量

val rdd2 = rdd1.reduceByKey(_+_,10) val rdd3 = rdd2.map.filter.reduceByKey(_+_)

5、val rdd3 = rdd1.join（rdd2） rdd3里面partiiton的数量是由父RDD中最多的partition数量来决定，因此使用join算子的时候，增加父RDD中partition的数量。

6、spark.sql.shuffle.partitions //spark sql中shuffle过程中partitions的数量

43.spark的数据倾斜？如何解决？总结 5条

数据倾斜的概念：一批数据中相同key的数据过多而导致其他reducetask跑完，而一个reducetask迟迟跑不完，甚至触发OOM的现象，称为数据倾斜。

1、使用Hive ETL预处理数据

2、过滤少数导致倾斜的key

3、提高shuffle操作的并行度

4、两阶段聚合（局部聚合+全局聚合）

5、将reduce join转为map join

6、采样倾斜key并分拆join操作

7、使用随机前缀和扩容RDD进行join

8、多种方案组合使用

44.spark配置优先级？

代码脚本配置文件，优先级依次降低的

1、用户代码中显式调用set()方法设置的选项 (优先级最高)

2、通过 spark-submit 传递的参数

3、写在配置文件中的值

4、系统的默认值

SPARK STREAMING

45.什么是spark streaming?

Spark Streaming用于流式数据的处理。Spark Streaming支持的数据输入源很多，

例如：Kafka、Flume、Twitter、ZeroMQ和简单的TCP套接字等等。

数据输入后可以用Spark的高度抽象原语如：map、reduce、join、window等进行运算。

而结果也能保存在很多地方，如HDFS，数据库等。

46.Spark Streaming的核心抽象？是什么？

Spark Streaming使用离散化流(discretized stream)作为抽象表示

47.Spark Streaming 和 storm 的区别？

实时性：storm来一条处理一条 Streaming一个批次处理一次

吞吐性：sparkStreaming微批次处理比较好

事务性容错性：storm比较好

整合性：storm单一的组件 Streaming易整合到Spark体系

48.SparkStreaming的receiver？

长期占用一个线程，用于消费数据

49.什么是Spark SQL

Spark SQL是Spark用来处理结构化数据的一个模块，它提供了2个编程抽象：DataFrame和DataSet，并且作为分布式SQL查询引擎的作用

50：Spark SQL特点：

1）易整合

2）统一的数据访问方式

3）兼容Hive

4）标准的数据连接

51.spark 和 hive 关系?

都是以sql 的形式计算。结构化数据

spark on hive：spark计算 hive作为数据源

hive on spark：hive计算 spark代替mr 作为计算引擎

52.hive的执行引擎： mr tez spark

19.Spark SQL的核心抽象？

它提供了2个编程抽象：DataFrame和DataSet

53.什么是DataFrame？

与RDD类似，DataFrame也是一个分布式数据容器。

54.什么是DataSet？

DataSet是分布式的数据集合。是Dataframe API的一个扩展，Spark最新的数据抽象。它集中了RDD的优点（强类型和可以用强大lambda函数）以及Spark SQL优化的执行引擎。DataSet可以通过JVM的对象进行构建，可以用函数式的转换（map/flatmap/filter）进行多种操作。

55.rdd DF DS 之间的区别？

1. RDD:

1）RDD一般和spark mllib同时使用

2）RDD不支持sparksql操作

2. DataFrame:

1）与RDD和Dataset不同，DataFrame每一行的类型固定为Row，每一列的值没法直接访问，只有通过解析才能获取各个字段的值

2）DataFrame与Dataset一般不与spark mlib同时使用

3）DataFrame与Dataset均支持sparksql的操作，比如select，groupby之类，还能注册临时表/视窗，进行sql语句操作

4）DataFrame与Dataset支持一些特别方便的保存方式，比如保存成csv，可以带上表头，利用这样的保存方式，可以方便的获得字段名和列的对应，而且分隔符（delimiter）可以自由指定。

3. Dataset:

1）Dataset和DataFrame拥有完全相同的成员函数，区别只是每一行的数据类型不同。

2）DataFrame也可以叫Dataset[Row],每一行的类型是Row，值没法直接访问，只有通过解析才能获取各个字段的值。而Dataset中，自定义了case class之后可以很自由的获得每一行的信息，当要写一些适配性很强的函数时，行的类型不确定，这时候用DataFrame即Dataset[Row]就能比较好的解决问题

56.spark sql 的执行计划？

<1:解析：对写入的sql语句进行词法和语法解析，并形成逻辑计划

<2:绑定：将SQL语句和数据库的数据字典（列，表，视图等）进行绑定

<3:优化：对逻辑计划进行优化选择最优计划

<4:执行：生成最优的物理计划进行执行，转化为rdd

57.RDD转换为DateFrame？

rdd.toDF

58.Rdd创建DF 的方式？

SparkSQL能够自动将包含有case类的RDD转换成DataFrame，case类定义了table的结构，case类属性通过反射变成了表的列名。

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