大数据学习之sparkstreaming

SparkStreaming

idea中初步实现

Spark core: SparkContext 核心数据结构:RDD

Spark sql: SparkSession 核心数据结构:DataFrame

Spark streaming: StreamingContext 核心数据结构:DStream(底层封装了RDD),遍历出其中的RDD即可进行sparkCore处理

Spark Streaming程序理论上是一旦启动,就不会停止,除非报错,人为停止,停电等其他突然场景导致程序终止

监控一个端口号中的数据,手动向端口号中打数据

master虚拟机上启动命令:nc -lk 12345

ps aux | grep ‘nc -lk 10086’ , 找出该进程的端口号,kill -9 xxxx 来终止进程

若使用指令开启端口,**退出时应选择 ctrl+c(退出并终止进程),**使用ctrl+z只能退出界面,不能关闭该端口

1、案例一:
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.apache.spark.streaming.{Duration, Durations, StreamingContext}object Demo1WordCount {def main(args: Array[String]): Unit = {val conf = new SparkConf()conf.setMaster("local[2]") // 给定核数conf.setAppName("spark Streaming 单词统计")val sparkContext = new SparkContext(conf)/*** 创建Spark Streaming的运行环境,和前两个模块是不一样的* Spark Streaming是依赖于Spark core的环境的* this(sparkContext: SparkContext, batchDuration: Duration)* Spark Streaming处理之前,是有一个接收数据的过程* batchDuration,表示接收多少时间段内的数据*/val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))/*** Spark Streaming程序理论上是一旦启动,就不会停止,除非报错,人为停止,停电等其他突然场景导致程序终止* 监控一个端口号中的数据,手动向端口号中打数据* master虚拟机上启动命令:nc -lk 12345*/val rids: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 12345)//hello worldval wordsDS: DStream[String] = rids.flatMap(_.split(" "))val kvDS: DStream[(String, Int)] = wordsDS.map((_, 1))val resDS: DStream[(String, Int)] = kvDS.reduceByKey(_ + _)//    val resDS: DStream[(String, Int)] = rids.flatMap(_.split(" "))
//      .map((_, 1))
//      .reduceByKey(_ + _)println("--------------------------------------")resDS.print()println("--------------------------------------")/*** sparkStreaming启动的方式和前两个模块启动方式不一样*/streamingContext.start()// 等待,根据上面设置的等待5秒钟(接收数据的时间)streamingContext.awaitTermination()// TODO:代表每个批次的开始和结束,并不是真的结束了streamingContext.stop()}
}

案例一的执行结果:

无法对依次输入的所有相同单词进行汇总

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2、案例二:

实现对依次输入的所有相同单词进行汇总

需要使用有状态的算子来处理当前批次数据与历史数据的关系

updateStateByKey[S: ClassTag](updateFunc: (Seq[V], Option[S]) => Option[S]): DStream[(K, S)]

Seq: 序列,表示历史键对应的值组成的序列 (hello, seq:[1,1,1])

Option: 当前批次输入键对应的value值,如果历史中没有该键,这个值就是None, 如果历史中出现了这个键,这个值就是Some(值)

有状态算子使用注意事项:

1、有状态算子ByKey算子只适用于k-v类型的DStream

2、有状态算子使用的时候,需要提前设置checkpoint的路径,因为需要将历史批次的结果存储下来

import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}object Demo2WordCount2 {def main(args: Array[String]): Unit = {/*** Spark core: SparkContext 核心数据结构:RDD* Spark sql: SparkSession 核心数据结构:DataFrame* Spark streaming: StreamingContext  核心数据结构:DStream(底层封装了RDD)*/val conf = new SparkConf()conf.setMaster("local[2]") // 给定核数conf.setAppName("spark Streaming 单词统计")val sparkContext = new SparkContext(conf)/*** 创建Spark Streaming的运行环境,和前两个模块是不一样的* Spark Streaming是依赖于Spark core的环境的* this(sparkContext: SparkContext, batchDuration: Duration)* Spark Streaming处理之前,是有一个接收数据的过程* batchDuration,表示接收多少时间段内的数据*/val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))//TODO :设置缓存,设置的是一个文件夹,用来存储缓存的数据streamingContext.checkpoint("spark/data/checkpoint2")/*** Spark Streaming程序理论上是一旦启动,就不会停止,除非报错,人为停止,停电等其他突然场景导致程序终止* 监控一个端口号中的数据,手动向端口号中打数据* master虚拟机上启动命令:nc -lk 12345*/val rids: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 12345)//hello worldval wordsDS: DStream[String] = rids.flatMap(_.split(" "))val kvDS: DStream[(String, Int)] = wordsDS.map((_, 1)) // (hello,1) (hello,1)  (hello,1)/*** 每5秒中resDS中的数据,是当前5s内的数据* reduceByKey,只会对当前5s批次中的数据求和*///    val resDS: DStream[(String, Int)] = kvDS.reduceByKey(_ + _)/*** 需要使用有状态的算子来处理当前批次数据与历史数据的关系** updateStateByKey[S: ClassTag](updateFunc: (Seq[V], Option[S]) => Option[S]): DStream[(K, S)]* Seq:  序列,表示历史键对应的值组成的序列 (hello, seq:[1,1,1])* Option: 当前批次输入键对应的value值,如果历史中没有该键,这个值就是None, 如果历史中出现了这个键,这个值就是Some(值)* 有状态算子使用注意事项:* 1、有状态算子ByKey算子只适用于k-v类型的DStream* 2、有状态算子使用的时候,需要提前设置checkpoint的路径,因为需要将历史批次的结果存储下来*/val resDS: DStream[(String, Int)] = kvDS.updateStateByKey((seq1: Seq[Int], opt1: Option[Int]) => {val sumValue: Int = seq1.sum/*** .getOrElse(0) 方法的作用是:如果Option容器包含的是Some(即值存在),则返回Some中包装的值;* 如果Option容器是None(即值不存在),则返回括号中指定的默认值,在这个例子中是0。*/val num: Int = opt1.getOrElse(0)Option(sumValue + num)})println("--------------------------------------")resDS.print()println("--------------------------------------")/*** sparkStreaming启动的方式和前两个模块启动方式不一样*/streamingContext.start()streamingContext.awaitTermination()streamingContext.stop()}
}

案例二执行结果:历史输入的相同的单词都会被统计

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

窗口类算子

1、如果只是为了计算当前批次接收的数据,直接调用reduceByKey

2、如果要将最新批次的数据与历史数据结合处理的话,需要调用有状态算子 updateStateByKey

3、如果要实现滑动窗口或者滚动窗口的话,需要使用窗口类算子reduceByKeyAndWindow

import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}object Demo3Window {def main(args: Array[String]): Unit = {/*** 创建spark streaming的环境* 旧版本创建的方式*///    val conf: SparkConf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("窗口案例")//    val context = new SparkContext(conf)//    val sc = new StreamingContext(context, Durations.seconds(5))/*** 新版本的创建方式*/val context: SparkContext = SparkSession.builder().master("local[2]").appName("窗口案例").config("spark.sql.shuffle.partitions", "1").getOrCreate().sparkContext/*** 正常每次接收3s内的数据* 注:这个时间为数据接收时间,目的是让时间与数据挂钩。* 因为无法对监控端的数据进行定量,所以通过对时间定量的方式来对数据定量。* 在逻辑上将数据想象为,一个个3s的时间间隔块,数据就存储在时间间隔块中。* 这样以来就可以使用窗口所设置的参数(时间),窗口大小、滑动大小来进行任务的处理与执行。*/val sc = new StreamingContext(context, Durations.seconds(5))//1000 ~ 65535(这些端口可用,但是有些特殊端口不可用,8088、8080、9870...)val infoDS: ReceiverInputDStream[String] = sc.socketTextStream("master", 10086)val wordsDS: DStream[String] = infoDS.flatMap(_.split(" "))val kvDS: DStream[(String, Int)] = wordsDS.map((_, 1))/*** 1、如果只是为了计算当前批次接收的数据,直接调用reduceByKey* 2、如果要将最新批次的数据与历史数据结合处理的话,需要调用有状态算子 updateStateByKey* 3、如果要实现滑动窗口或者滚动窗口的话,需要使用窗口类算子reduceByKeyAndWindow*//*** def reduceByKeyAndWindow(reduceFunc: (V, V) => V,windowDuration: Duration,slideDuration: Duration): DStream[(K, V)]* reduceFunc 编写处理相同的键对应的value值做处理* windowDuration  设置窗口的大小* slideDuration  设置滑动的大小* 每间隔slideDuration大小的时间计算一次数据,计算数据的范围是最近windowDuration大小时间的数据*/val resDS: DStream[(String, Int)] = kvDS.reduceByKeyAndWindow((v1: Int, v2: Int) => v1 + v2, Durations.seconds(10), Durations.seconds(5))/*** 当窗口大小与滑动大小一致的时候,那么就会从滑动窗口转变成滚动窗口的效果*/
//    val resDS: DStream[(String, Int)] = kvDS.reduceByKeyAndWindow((v1: Int, v2: Int) => v1 + v2, Durations.seconds(10), Durations.seconds(10))resDS.print()sc.start()sc.awaitTermination()sc.stop()}
}

DStreamToRDD

方式一:

foreachRDD:在DS中使用rdd的语法操作数据

缺点:该函数是没有返回值的,无法返回一个新的DStream

import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SparkSession}
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}object Demo4DStream2RDD {def main(args: Array[String]): Unit = {//使用DataFrame的语法val sparkSession: SparkSession = SparkSession.builder().master("local[2]").appName("rdd与DStream的关系").config("spark.sql.shuffle.partitions", "1").getOrCreate()import org.apache.spark.sql.functions._import sparkSession.implicits._//使用RDD的语法val sparkContext: SparkContext = sparkSession.sparkContext//使用DStream的语法val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))val infoDS: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 10086)//如果DS不是键值形式的话,可以单独调用window函数进行设置窗口的形式val new_infoDS: DStream[String] = infoDS.window(Durations.seconds(10), Durations.seconds(5))// hello world java hello java/*** foreachRDD:在DS中使用rdd的语法操作数据* 缺点:该函数是没有返回值的* 需求:我们在想使用DS中的RDD的同时,想要使用结束后,会得到一个新的DS*/new_infoDS.foreachRDD((rdd:RDD[String])=>{println("------------------------------")// sparkCore处理数据val resRDD: RDD[(String, Int)] = rdd.flatMap(_.split(" ")).map((_, 1)).reduceByKey(_ + _)resRDD.foreach(println)// rdd和df之间可以转换
//       sparkSql处理数据val df1: DataFrame = rdd.toDF.select($"value" as "info")df1.createOrReplaceTempView("words")val resDF: DataFrame = sparkSession.sql("""|select|t1.wds as word,|count(1) as counts|from|(|select|explode(split(info,' ')) as  wds|from words) t1|group by t1.wds|""".stripMargin)resDF.show()})streamingContext.start()streamingContext.awaitTermination()streamingContext.stop()}
}
方式二:

面试题:foreachRDD与transform的区别

transform也可以循环遍历出DStream中封装的RDD,并且在计算后还会返回一个新的DStream对象

import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Row, SparkSession}
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}/*** 面试题:foreachRDD与transform的区别*/
object Demo5Transformat {def main(args: Array[String]): Unit = {//使用DataFrame的语法val sparkSession: SparkSession = SparkSession.builder().master("local[2]").appName("rdd与DStream的关系").config("spark.sql.shuffle.partitions", "1").getOrCreate()import org.apache.spark.sql.functions._import sparkSession.implicits._//使用RDD的语法val sparkContext: SparkContext = sparkSession.sparkContext//使用DStream的语法val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))val infoDS: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 10086)val resDS: DStream[(String, Int)] = infoDS.transform((rdd: RDD[String]) => {//直接对rdd进行处理,返回新的rdd//      val resRDD: RDD[(String, Int)] = rdd.flatMap(_.split(" "))//        .map((_, 1))//        .reduceByKey(_ + _)//      resRDD//将rdd转df,使用sql做分析//rdd和df之间可以转换val df1: DataFrame = rdd.toDF.select($"value" as "info")df1.createOrReplaceTempView("words")val resDF: DataFrame = sparkSession.sql("""|select|t1.wds as word,|count(1) as counts|from|(|select|explode(split(info,' ')) as  wds|from words) t1|group by t1.wds|""".stripMargin)val resRDD: RDD[(String, Int)] = resDF.rdd.map((row: Row) => (row.getAs[String](0), row.getAs[Int](1)))resRDD})resDS.print()streamingContext.start()streamingContext.awaitTermination()streamingContext.stop()}
}

将代码提交到yarn集群上运行

指令:spark-submit --master yarn --deploy-mode client --class com.shujia.streaming.Demo6YarnSubmit spark-1.0.jar

可以使用ctrl+c,退出并终止进程

杀死yarn上运行的进程(有时候直接退出不会终止进程):yarn application -kill application_1721466291251_0002

import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Row, SparkSession}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}object Demo6YarnSubmit {def main(args: Array[String]): Unit = {//使用DataFrame的语法val sparkSession: SparkSession = SparkSession.builder()
//      .master("local[2]").appName("rdd与DStream的关系").config("spark.sql.shuffle.partitions", "1").getOrCreate()import org.apache.spark.sql.functions._import sparkSession.implicits._//使用RDD的语法val sparkContext: SparkContext = sparkSession.sparkContext//使用DStream的语法val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))val infoDS: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 10086)val resDS: DStream[(String, Int)] = infoDS.transform((rdd: RDD[String]) => {//直接对rdd进行处理,返回新的rdd//      val resRDD: RDD[(String, Int)] = rdd.flatMap(_.split(" "))//        .map((_, 1))//        .reduceByKey(_ + _)//      resRDD//将rdd转df,使用sql做分析//rdd和df之间可以转换val df1: DataFrame = rdd.toDF.select($"value" as "info")df1.createOrReplaceTempView("words")val resDF: DataFrame = sparkSession.sql("""|select|t1.wds as word,|count(1) as counts|from|(|select|explode(split(info,' ')) as  wds|from words) t1|group by t1.wds|""".stripMargin)val resRDD: RDD[(String, Int)] = resDF.rdd.map((row: Row) => (row.getAs[String](0), row.getAs[Int](1)))resRDD})resDS.print()streamingContext.start()streamingContext.awaitTermination()streamingContext.stop()}
}

读取一个端口中数据写入到本地

saveAsTextFiles

  • 将结果存储到磁盘中
  • 只能设置文件夹的名字和文件的后缀
  • 每一批次运行,都会产生新的小文件夹,文件夹中有结果数据文件
import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Row, SparkSession}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}object Demo7SaveFile {def main(args: Array[String]): Unit = {//使用DataFrame的语法val sparkSession: SparkSession = SparkSession.builder().master("local[2]").appName("rdd与DStream的关系").config("spark.sql.shuffle.partitions", "1").getOrCreate()import org.apache.spark.sql.functions._import sparkSession.implicits._//使用RDD的语法val sparkContext: SparkContext = sparkSession.sparkContext//使用DStream的语法val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))val infoDS: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 10086)val resDS: DStream[(String, Int)] = infoDS.transform((rdd: RDD[String]) => {//直接对rdd进行处理,返回新的rdd//      val resRDD: RDD[(String, Int)] = rdd.flatMap(_.split(" "))//        .map((_, 1))//        .reduceByKey(_ + _)//      resRDD//将rdd转df,使用sql做分析//rdd和df之间可以转换val df1: DataFrame = rdd.toDF.select($"value" as "info")df1.createOrReplaceTempView("words")val resDF: DataFrame = sparkSession.sql("""|select|t1.wds as word,|count(1) as counts|from|(|select|explode(split(info,' ')) as  wds|from words) t1|group by t1.wds|""".stripMargin)val resRDD: RDD[(String, Int)] = resDF.rdd.map((row: Row) => (row.getAs[String](0), row.getAs[Int](1)))resRDD})//    resDS.print()/*** 将结果存储到磁盘中* 只能设置文件夹的名字和文件的后缀* 每一批次运行,都会产生新的小文件夹,文件夹中有结果数据文件*/resDS.saveAsTextFiles("spark/data/streamout/stream","txt")streamingContext.start()streamingContext.awaitTermination()streamingContext.stop()}
}

在这里插入图片描述

读取一个端口中的数据写入到MySQL中

在写入数据时,会涉及到数据库连接对象、预编译对象连续创建的问题

方案一:

数据库连接对象、预编译对象会连续创建

import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.dstream.ReceiverInputDStreamimport java.sql.{Connection, DriverManager, PreparedStatement}
object Demo8DS2Mysql {def main(args: Array[String]): Unit = {//使用DataFrame的语法val sparkSession: SparkSession = SparkSession.builder().master("local[2]").appName("rdd与DStream的关系")/*** 这个配置是全局的,并且专门用于Spark SQL中的shuffle操作。它设置了在进行shuffle操作时,默认使用的分区数。* Shuffle操作通常发生在需要跨多个节点重新分发数据的场景中,比如join、groupBy等操作。*/.config("spark.sql.shuffle.partitions", "1").getOrCreate()import org.apache.spark.sql.functions._import sparkSession.implicits._//使用RDD的语法val sparkContext: SparkContext = sparkSession.sparkContext//使用DStream的语法val streamingContext = new StreamingContext(sparkContext, Durations.seconds(5))val infoDS: ReceiverInputDStream[String] = streamingContext.socketTextStream("master", 10086)infoDS.foreachRDD((rdd:RDD[String])=>{println("======================= 正在处理一批数据 ==========================")//处理rdd中每一条数据rdd.foreach((line:String)=>{//如果将创建连接的代码写在这里,这样的话,每条数据都会创建一次连接/*** 创建与数据库连接对象*///注册驱动Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")//创建数据库连接对象val conn: Connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://master:3306/bigdata30?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","root","123456")//创建预编译对象val statement: PreparedStatement = conn.prepareStatement("insert into students values(?,?,?,?,?)")val info: Array[String] = line.split(",")statement.setInt(1,info(0).toInt)statement.setString(2,info(1))statement.setInt(3,info(2).toInt)statement.setString(4,info(3))statement.setString(5,info(4))//执行sql语句statement.executeUpdate()//释放资源statement.close()conn.close()})})streamingContext.start()streamingContext.awaitTermination()streamingContext.stop()}
}

方案二:

设想中的改造

  • 我们将原本在rdd中创建连接的代码放到了ds遍历RDD中,发现PreparedStatement不能与task任务一起序列化到executor中的
  • 这样的写法是不可以的!!!
   infoDS.foreachRDD((rdd: RDD[String]) => {println("======================= 正在处理一批数据 ==========================")//如果将创建连接的代码写在这里,这样的话,每条数据都会创建一次连接/*** 创建与数据库连接对象*///注册驱动Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")//创建数据库连接对象val conn: Connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://master:3306/bigdata30?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","root","123456")//创建预编译对象val statement: PreparedStatement = conn.prepareStatement("insert into students values(?,?,?,?,?)")//处理rdd中每一条数据rdd.foreach((line: String) => {val info: Array[String] = line.split(",")statement.setInt(1, info(0).toInt)statement.setString(2, info(1))statement.setInt(3, info(2).toInt)statement.setString(4, info(3))statement.setString(5, info(4))//执行sql语句statement.executeUpdate()})//释放资源statement.close()conn.close()})

方案三:

rdd中有一个算子foreachPartition

  • rdd本质是由一系列分区构成的,如果我们可以将分区数设置为1,每个分区只创建一个连接即可
  • RDD中只有一个分区,只需在遍历该分区时创建一次数据库连接对象、预编译对象
infoDS.foreachRDD((rdd: RDD[String]) => {println("======================= 接收到 5s 一批次数据 ==========================")/*** 这个操作是针对特定的RDD(弹性分布式数据集)的,用于重新划分RDD的分区。* 它强制Spark对RDD中的元素进行重新分配,以符合指定的分区数。*/rdd.repartition(1)println(s" DS封装的RDD中的分区数为:${rdd.getNumPartitions} ")/*** foreachPartition,处理一个分区的数据* 将一个分区的数据,封装成了一个迭代器*/rdd.foreachPartition((itr: Iterator[String]) => {println("======================= 正在处理一个分区的数据 ==========================")//如果将创建连接的代码写在这里,这样的话,每条数据都会创建一次连接/*** 创建与数据库连接对象*///注册驱动Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")//创建数据库连接对象val conn: Connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://master:3306/bigdata_30?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false","root","123456")//创建预编译对象val statement: PreparedStatement = conn.prepareStatement("insert into students2 values(?,?,?,?,?)")println("========================= 创建了一次连接 =========================")itr.foreach((line: String) => {val info: Array[String] = line.split(",")statement.setInt(1, info(0).toInt)statement.setString(2, info(1))statement.setInt(3, info(2).toInt)statement.setString(4, info(3))statement.setString(5, info(4))//执行sql语句statement.executeUpdate()})statement.close()conn.close()})
})

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