简述Spark的DAG以及它的生成过程 ?

在 Spark 中,DAG(Directed Acyclic Graph,有向无环图)是一种用于表示作业中所有操作的图。它是对整个作业流程的一种逻辑表示,包括了所有的转换操作(Transformations)和最终的行动操作(Actions)。DAG 的生成和使用对于理解 Spark 的执行和优化非常关键。

DAG 简述:

DAG 是一个节点和边组成的图,其中每个节点表示数据集(例如 RDD)上的一个操作,每条边表示数据的依赖关系。由于它是“无环”的,所以不会出现一个操作依赖于自身的情况,保证了作业可以顺利完成。

DAG 的生成过程:

  1. 代码转化为逻辑执行计划:当用户编写 Spark 程序并触发行动操作时,Spark 首先将代码转化为一系列的逻辑转换步骤。这些步骤对应于各种转换操作(如 map、filter、groupBy 等)。

  2. 逻辑计划转化为物理执行计划:接着,Spark 根据这些逻辑步骤创建出物理执行计划。在这个过程中,Spark 优化器(Catalyst)会对逻辑计划进行优化,比如重新排序转换操作,合并可以管道化执行的操作。

  3. 物理执行计划映射为 DAG:最终,物理执行计划会被映射到一个 DAG。在这个 DAG 中,节点代表着不同的 RDDs 或数据分区,边代表着操作,如转换或结果计算。DAG 详细地描述了数据如何通过各种操作被转换和聚合。

  4. DAG 划分为 Stage:DAG 进一步被分解为一系列的 Stage,每个 Stage 都是一个独立的任务集合,可以并行执行。Stage 的划分主要是基于数据的 Shuffle 需求,每次 Shuffle 会形成一个新的 Stage。

  5. 执行:一旦 DAG 和 Stage 划分完成,Spark 会按照顺序调度 Stage 并行执行其中的 Task。如果某个 Stage 执行失败,Spark 可以重新执行该 Stage,而不需要从头开始执行整个 DAG。

通过这种方式,DAG 使得 Spark 在执行大规模并行数据处理时,能够有效地进行任务调度、容错、以及优化执行计划。DAG 的生成和优化是 Spark 能够高效处理大规模数据的关键因素之一。

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