Spark入门教程（八）Spark共享变量： 广播变量和累加器

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前言：Spark是集群部署的，具有很多节点，节点之间的运算是相互独立的，Spark会自动把闭包中所有引用到的变量发送到每个工作节点上。虽然很方便，但有时也很低效，比如你可能会在多个并行操作中使用同一个变量，而Spark每次都要把它分别发送给每个节点。所以共享变量的存在是很有必要的。

累加器

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讲概念之前先演示一个案例：该案例需求是累加count，对于每个X都进行一次count=count+1，代码毫无疑问是正确的，但是却没有得到正确的结果，为什么呢？

scala> val rdd = sc.parallelize(1 to 10,3)
rdd: org.apache.spark.rdd.RDD[Int] = ParallelCollectionRDD[10] at parallelize at :24
   
scala> var count = 0
count: Int = 0

scala> rdd.map(x=> { count=count+1;println("x: "+x+" count: "+count) }).collect()
x: 1 count: 1
x: 2 count: 2
x: 3 count: 3
x: 4 count: 1
x: 5 count: 2
x: 6 count: 3
x: 7 count: 1
x: 8 count: 2
x: 9 count: 3
x: 10 count: 4
res19: Array[Unit] = Array((), (), (), (), (), (), (), (), (), ())

原因：大数据操作几乎都是并行的，分节点的，分区的，在此例中我们分了三个区。但是集群中每个节点的运算时独立的，每个运行的任务都会得到该变量的一份新的副本，更新这些副本的值不会影响驱动器中的对应变量。
所以我们需要一个共享变量：累加器。累加器的作用就是多个节点之间共享一个变量。它将工作节点的值聚合到驱动器程序。

使用方法：

scala> val rdd = sc.parallelize(1 to 10,3)
rdd: org.apache.spark.rdd.RDD[Int] = ParallelCollectionRDD[0] at parallelize at :24

scala> val accum = sc.longAccumulator("Count Add")
accum: org.apache.spark.util.LongAccumulator = LongAccumulator(id: 0, name: Some(Count Add), value: 0)

scala> rdd.foreach(x => accum.add(x))
                                                                                
scala> accum.value
res3: Long = 55

• 在驱动器中调用 SparkContext中的Accumulato相关方法创建累加器，并给它定义name，方便在Web UI中查看。

def doubleAccumulator(name: String): DoubleAccumulator
Create and register a double accumulator, which starts with 0 and accumulates inputs by add.
def longAccumulator(name: String): LongAccumulator
Create and register a long accumulator, which starts with 0 and accumulates inputs by add

• Spark闭包里的执行器代码可以使用累加器的add方法增加累加器的值。

def add(v: Long): Unit
Adds v to the accumulator, i.e.

• 驱动器程序可以调用累加器的 value 属性来访问累加器的值。

def value: Long
Defines the current value of this accumulator

• WEB UI中可以查看累加进度，跟踪UI中的累加器对于理解运行阶段的进度很有用

  
  
  

  WEB UI

注意：本案例基于2.2.0版本。2.0以下版本的使用方法不同，直接用sc.accumulator(0)，并使用+=累加，请自行参考API。

广播变量

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广播变量就是要解决我们前言中提到的，假如我们多个并行操作会用到同一个变量，而Spark每次都将这个变量自动分发到每个节点，如果变量很大，那么会很低效。我们可以引入一个广播变量，它可以让程序高效的给所有工作节点发送一个较大的可读值，而不是每个任务保存一份拷贝。这样该变量不会多次发送到各节点，提高了效率。
使用方法：使用sparkContext的broadcast()创建广播变量。使用value属性访问广播值。使用unpersist()清除广播变量。

def broadcast[T](value: T)(implicit arg0: ClassTag[T]): Broadcast[T]
Broadcast a read-only variable to the cluster, returning org.apache.spark.broadcast.Broadcast object for reading it in distributed functions. The variable will be sent to each cluster only once.
value：value to broadcast to the Spark nodes
returns：Broadcast object, a read-only variable cached on each machine

scala> val broadcastVar = sc.broadcast(Array(1, 2, 3))
broadcastVar: org.apache.spark.broadcast.Broadcast[Array[Int]] = Broadcast(3)

scala> broadcastVar.value
res6: Array[Int] = Array(1, 2, 3)