简述DAGScheduler、TaskScheduler、SchedulerBackend实现原理 ?

在 Spark 中,调度系统是由三个主要组件构成的:DAGSchedulerTaskSchedulerSchedulerBackend。这些组件共同工作,确保 Spark 作业的任务有效且高效地在集群中执行。

  1. DAGScheduler
  • 作用DAGScheduler 是 Spark 的高级调度层。它负责将用户程序转换成的 DAG 分解成多个 Stage,并决定每个 Stage 的任务(Task)的执行顺序。
  • 实现原理
    • 当一个 Action 操作触发时,DAGScheduler 接收到一个 Job,并将它分解成多个 Stage(基于 Shuffle 边界)。
    • 对于每个 Stage,DAGScheduler 会生成一个任务集合(TaskSet)。
    • DAGScheduler 负责处理失败的任务和重新提交任务。
    • 它还会处理延迟调度和优先级调度等高级特性。
  1. TaskScheduler
  • 作用TaskScheduler 是低级调度层,负责将任务(Task)分配到集群中的不同执行器(Executor)上执行。
  • 实现原理
    • TaskScheduler 接收来自 DAGScheduler 的任务集合(TaskSet)。
    • 它负责将这些任务调度到合适的 Executor 上执行。
    • TaskScheduler 还处理任务的重试、任务的公平调度和任务优先级等。
  1. SchedulerBackend
  • 作用SchedulerBackend 是与集群管理器(如 YARN、Mesos 或 Kubernetes)通信的接口。
  • 实现原理
    • SchedulerBackend 负责与集群管理器交互,例如申请资源、启动 Executor 等。
    • 它是 TaskScheduler 的后端实现,实际执行 TaskScheduler 分配的任务。
    • 根据不同的集群管理器,SchedulerBackend 有不同的实现。例如,YarnSchedulerBackend 用于 YARN 集群。

整体流程

  • 当一个 Spark 作业开始执行时,DAGScheduler 将作业划分为多个 Stage。
  • 对于每个 Stage,DAGScheduler 创建一个 TaskSet 并将其传递给 TaskScheduler
  • TaskScheduler 负责将这些任务调度到 Executor 上执行。
  • SchedulerBackend 负责管理 Executor 和与集群管理器的交互。

这个设计使 Spark 能够在不同的集群管理器上运行(如 YARN、Mesos),同时提供高效的任务调度和容错机制。通过将调度过程分层,Spark 能够灵活地优化作业执行并适应各种集群环境。

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