简述Spark的作业运行流程是怎么样的 ?

参考回答

Spark 的作业运行流程包括从作业提交到结果返回给用户的多个步骤,具体流程如下:

  1. 作业提交:用户通过 Spark 提交作业(如使用 spark-submit 命令),驱动程序(Driver)接收到作业并开始执行。
  2. DAG 构建:Spark 会将作业分解成多个阶段(Stage),并通过宽依赖和窄依赖构建成一个 DAG(有向无环图)。每个阶段包含若干个任务(Task)。
  3. 阶段划分与任务生成:DAG 根据宽依赖和窄依赖划分为多个阶段,阶段内部的任务会在不同的分区上并行执行。
  4. 任务调度:Spark 调度器(Scheduler)将任务分配到集群中的不同节点,并使用资源管理器(如 YARN 或 Mesos)来分配资源。
  5. 任务执行:任务被分配到集群中的各个节点并开始执行,每个任务处理一部分数据,并返回计算结果。
  6. 结果收集:所有任务执行完毕后,Spark 会根据操作类型合并计算结果,并返回给用户,或者将结果保存到外部存储(如 HDFS、数据库等)。

详细讲解与拓展

1. 作业提交

用户通过提交 Spark 应用程序(如使用 spark-submit 命令)将作业提交到集群。作业由 Spark 驱动程序(Driver)接收,驱动程序负责整个作业的调度和任务分配。

举例:用户可以通过命令 spark-submit --class MyApp --master yarn myapp.jar 来提交一个作业,驱动程序开始接收并执行作业。

2. DAG 构建

Spark 会将用户的作业分解为多个阶段(Stage),并通过宽依赖和窄依赖的关系生成一个 DAG(有向无环图)。每个阶段代表一组紧密关联的任务。DAG 的构建有助于优化作业的执行顺序,并提高作业的并行度。

举例:假设用户提交了一个作业,它首先进行 map() 操作,然后进行 reduceByKey() 操作。Spark 会构建一个 DAG,其中 map() 操作属于第一个阶段,而 reduceByKey() 操作属于第二个阶段,它们之间的依赖关系通过 DAG 描述。

3. 阶段划分与任务生成

DAG 会被拆分成多个阶段。每个阶段内的任务可以并行执行,因为它们都处理数据的不同分区。每个任务是最小的计算单元,通常对应一个数据分区。阶段之间的任务执行顺序由数据的依赖关系决定,宽依赖操作(如 groupByKey())会导致数据的 shuffle 操作,进而形成阶段的划分。

举例:在执行 reduceByKey() 操作时,Spark 会对每个分区的数据进行局部聚合,形成一个任务。当涉及跨分区的数据合并时,Spark 会划分出新的阶段,进行 shuffle 操作。

4. 任务调度

任务调度器(Scheduler)会根据作业的依赖关系和集群资源情况,决定将任务分配到哪些计算节点执行。调度器会考虑节点负载、数据本地性等因素,以优化作业的执行效率。资源管理器(如 YARN、Mesos 或 Kubernetes)负责资源的分配和管理。

举例:如果 Spark 集群中有多个节点,任务调度器会将任务分配到资源空闲的节点,并且尽量让任务在存有相关数据的节点上执行,以减少数据传输的开销。

5. 任务执行

每个任务会在分配的节点上并行执行,处理特定数据分区上的数据。Spark 的任务执行包括数据的转换和计算,任务可以是 map()filter()reduce() 等操作。任务执行过程中,如果某些任务失败,Spark 会根据任务的血统信息(lineage)重新计算丢失的数据。

举例:在进行 map() 操作时,每个任务会读取它负责的数据分区,进行文本处理或数据转换等操作,然后将结果返回给下一阶段的任务。

6. 结果收集

当所有的任务执行完成后,Spark 会将结果汇总并返回给用户,或者将结果保存到外部存储系统(如 HDFS、数据库等)。如果是行动操作(如 collect()),Spark 会将所有任务计算的结果合并,最终返回给驱动程序。如果是保存操作(如 save()),Spark 会将结果保存到指定的存储路径。

举例:如果用户执行了 collect() 操作,Spark 会将所有节点计算的结果收集到驱动程序中并返回给用户。如果是 saveAsTextFile() 操作,Spark 会将计算结果保存到 HDFS 中。

总结

Spark 的作业运行流程从作业提交开始,经过 DAG 构建、阶段划分、任务调度、任务执行等多个步骤,最终通过结果收集将计算结果返回给用户或存储到外部存储。Spark 通过任务并行执行、动态调度和容错机制,确保了大规模数据处理的高效性和可靠性。

发表评论

后才能评论