Spark之缓存策略

一、使用读取文件来测试缓存策略的效率

package com.chb.java;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
import org.apache.spark.repl.SparkCommandLine;

/**
 * 缓存策略
 * @author 12285
 *
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SparkConf conf = new SparkConf().setAppName("hc").setMaster("local");
        JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
        //使用缓存策略与否， 测试效率
        JavaRDD lines = sc.textFile("IDCLog0012201704042133_45376.AVL");

        //第一次Action
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        long count = lines.count();
        System.out.println(count);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("cost " + (endTime - beginTime) + " milliseconds");
        //第二次Action
        beginTime = System.currentTimeMillis();
        count = lines.count();
        System.out.println(count);
        endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("cost " + (endTime - beginTime) + " milliseconds");

        sc.close();

    }

}

二、不使用缓存策略

    JavaRDD<String> lines = sc.textFile("IDCLog0012201704042133_45376.AVL");

测试结果

#第一次Action用时
142530
cost 383 milliseconds

#第二次Action用时
142530
cost 97 milliseconds

三、使用缓存策略.cache()

    JavaRDD lines = sc.textFile("IDCLog0012201704042133_45376.AVL").cache();

测试结果

#第一次Action用时
142530
cost 499 milliseconds
#第二次Action用时
142530
cost 27 milliseconds

两次对比，使用缓存策略的第二次用时27ms ， 提高了499/27=18，使用的测试文件是26M, 效率大大提高了。

缓存策略的类StorageLevel

四、Lineage

RDD之间具有依赖关系， 像人类的血缘继承关系，

RDD的转换操作都是在内存中进行，如果在某个环节失败， 导致某个RDD丢失， 我们根据血统， 向上回溯， 找到所依赖的RDD, 但是，内存中的转化是稍纵即逝， 是无法找到的。

解决方法：

4.1、使用cache

如果我们将她的依赖RDD, 存到了cache中， 出现故障时， 可以根据血统依赖， 找到可能的最近的依赖RDD, 如：wordcount案例中， 我们将linesRDD进行了Cache， 失败的时候，不用再读取文件， 直接再cache中读取linesRDD， 这将省略了读取文件。节约了时间。

新的问题：如果进行缓存的RDD, 丢失了，怎么办？ 由于缓存是在内存中进行的， 出现宕机，会导致缓存的RDD丢失

4.2、Lineage过长 ，对RDD进行doCheckPoint()

由于缓存也可能发生RDD丢失， 所以，将Lineage的某个RDD，将其存储到磁盘中，使用SparkContext.setCheckPointDir() 设置存储数据的路径。

五、Rdd 容错

Lineage（血统）

  利用内存加快数据加载,在众多的其它的In-Memory类数据库或Cache类系统中也有实现，Spark的主要区别在于它处理分布式运算环境下的数据容错性（节点实效/数据丢失）问题时采用的方案。为了保证RDD 中数据的鲁棒性，RDD数据集通过所谓的血统关系(Lineage)记住了它是如何从其它RDD中演变过来的。 相比其它系统的细颗粒度的内存数据更新级别的备份或者LOG机制，RDD的Lineage记录的是粗颗粒度的特定数据转换（Transformation）操作（filter, map, join etc.)行为。当这个RDD的部分分区数据丢失时 ，它可以通过Lineage获取足够的信息来重新运算和恢复丢失的数据分区。这种粗颗粒的数据模型，限制 了Spark的运用场合，但同时相比细颗粒度的数据模型，也带来了性能的提升。

  RDD在Lineage依赖方面分为两种Narrow Dependencies与Wide Dependencies用来解决数据容错的高 效性。

• Narrow Dependencies是指父RDD的每一个分区最多被一个子RDD的分区所用（父分区和子分区一对一），表现为一个父 RDD的分区对应于一个子RDD的分区或多个父RDD的分区对应于一个子RDD的分区，也就是说一个父 RDD的一个分区不可能对应一个子RDD的多个分区。
• Wide Dependencies是指子RDD的分区依赖于父 RDD的多个分区或所有分区，也就是说存在一个父RDD的一个分区对应一个子RDD的多个分区。对与 Wide Dependencies，这种计算的输入和输出在不同的节点上，lineage方法对与输入节点完好，而输出 节点宕机时，通过重新计算，这种情况下，这种方法容错是有效的，否则无效，因为无法重试，需要向上 其祖先追溯看是否可以重试（这就是lineage，血统的意思），Narrow Dependencies对于数据的重算开 销要远小于Wide Dependencies的数据重算开销。

容错

在RDD计算，通过checkpoint进行容错，做checkpoint有两种方式，一个是checkpoint data，一个是 logging the updates。用户可以控制采用哪种方式来实现容错，默认是logging the updates方式，通 过记录跟踪所有生成RDD的转换（transformations）也就是记录每个RDD的lineage（血统）来重新计算 生成丢失的分区数据

窄依赖和宽依赖的例子

• Narrow Dependencies:是指父RDD的每一个分区最多被一个子RDD的分区所用（父分区和子分区一对一），表现为一个父 RDD的分区对应于一个子RDD的分区或多个父RDD的分区对应于一个子RDD的分区，也就是说一个父 RDD的一个分区不可能对应一个子RDD的多个分区。

• Wide Dependencies:是指子RDD的分区依赖于父 RDD的多个分区或所有分区，也就是说存在一个父RDD的一个分区对应一个子RDD的多个分区。对与 Wide Dependencies，这种计算的输入和输出在不同的节点上，lineage方法对与输入节点完好，而输出 节点宕机时，通过重新计算，这种情况下，这种方法容错是有效的，否则无效，因为无法重试，需要向上 其祖先追溯看是否可以重试（这就是lineage，血统的意思），Narrow Dependencies对于数据的重算开 销要远小于Wide Dependencies的数据重算开销。