简述Spark作业调度 ?
参考回答
Spark 作业调度的过程主要涉及从作业提交到任务执行的多个步骤,具体的调度流程包括:
- 作业提交:用户提交 Spark 作业(如使用
spark-submit
命令),驱动程序(Driver)接收并启动作业。 - DAG 构建与阶段划分:DAG Scheduler 将作业划分为多个阶段(Stage),每个阶段包含多个任务(Task)。DAG(有向无环图)会根据任务之间的依赖关系进行构建。
- 任务调度:TaskScheduler 会根据作业划分的阶段和资源情况,将任务分配给可用的 Executor(计算节点)进行执行。
- 任务执行:Executor 会在各个节点上并行执行任务,处理数据分区并返回计算结果。
- 结果返回:当所有任务完成后,Spark 会将结果返回给用户或写入外部存储系统。
详细讲解与拓展
1. 作业提交
用户通过提交一个 Spark 应用程序(例如使用 spark-submit
命令)启动作业。作业由 Spark 驱动程序(Driver)接收并启动,驱动程序负责协调集群中的所有操作,并将作业拆分为多个任务进行调度和执行。
举例:用户通过命令 spark-submit --class MyApp --master yarn myapp.jar
提交一个 Spark 作业,作业提交后,驱动程序开始处理这个作业。
2. DAG 构建与阶段划分
Spark 中的 DAG Scheduler 会根据用户的作业代码,将作业划分为多个阶段(Stage)。DAG 是一个有向无环图(Directed Acyclic Graph),每个节点代表一个操作(如 map()
、reduce()
等),而边代表操作之间的数据依赖关系。通过 DAG 的划分,Spark 能够并行执行任务。
- 宽依赖与窄依赖:宽依赖指的是每个分区依赖于多个分区的数据(例如
groupBy()
操作),这会导致作业划分为多个阶段。而窄依赖则是每个分区只依赖于一个分区的数据(如map()
操作),通常可以在同一阶段内并行执行。 - Stage 划分:DAG Scheduler 会依据宽依赖将作业划分成多个阶段,并为每个阶段生成多个任务。
举例:如果作业包含多个 map()
和 reduceByKey()
操作,DAG Scheduler 会根据 reduceByKey()
中的宽依赖划分作业的阶段。
3. 任务调度
TaskScheduler 负责将 DAG Scheduler 划分的任务调度到集群中的 Executor 节点进行执行。TaskScheduler 会根据以下因素来调度任务:
- 资源情况:任务需要根据集群中可用资源(如 CPU、内存等)进行调度。
- 数据本地性:Spark 会尽量将任务调度到本地节点上执行,以减少网络传输开销。任务如果需要远程访问数据,可能会导致性能下降。
- 任务重试:如果某些任务失败,TaskScheduler 会根据配置的重试策略重新调度任务。
举例:如果集群中某个节点负载较轻,TaskScheduler 会将任务调度到该节点上执行,从而提高任务执行的效率。
4. 任务执行
任务会在 Executor 中的各个计算节点上并行执行。每个任务会处理一个数据分区,执行任务时会进行数据转换(如 map()
、filter()
等)或聚合(如 reduce()
)。在执行过程中,如果某个任务失败,Spark 会根据任务的血统(lineage)信息进行重试。
举例:在进行聚合操作时,Executor 会读取各个数据分区并执行相应的计算任务,将结果返回到 Driver 或其他 Executor 节点。
5. 结果返回
当所有任务完成后,Spark 会将计算结果合并并返回给用户。如果是行动操作(如 collect()
),Spark 会将所有节点计算的结果收集到驱动程序,并返回给用户。如果是保存操作(如 save()
),计算结果会被写入到外部存储系统,如 HDFS 或数据库。
举例:如果用户执行了 collect()
操作,Spark 会将集群中所有节点的结果收集到驱动程序并返回给用户;如果是 saveAsTextFile()
操作,结果会被保存到 HDFS 中。
总结
Spark 的作业调度涉及多个重要的步骤:作业提交、DAG 构建与阶段划分、任务调度、任务执行和结果返回。通过 DAG Scheduler 将作业划分为多个阶段,TaskScheduler 将任务高效地调度到集群中执行,Executor 执行具体任务并存储结果,最后将计算结果返回给用户或写入外部存储。整个过程通过并行计算、动态调度和容错机制,实现了大规模数据处理任务的高效执行。