原文链接:https://mp.toutiao.com/profile_v4/graphic/preview?pgc_id=6855283208414560780
本文主要从以下几个方面介绍SparkStreaming读取Kafka的两种方式:
一、SparkStreaming简介
二、Kafka简介
三、Redis简介(可用于保存历史数据或偏移量数据)
四、SparkStreaming读取Kafka数据的两种方式
五、演示Demo
可以参考这篇文章:SparkStreaming 详解
可以参考这篇文章:Kafka(分布式发布订阅消息系统) 简介
可以参考这篇文章:Redis简介
spark streaming提供了两种获取方式,一种是利用接收器(receiver)和kafaka的高层API实现。
一种是不利用接收器,直接用kafka底层的API来实现(spark1.3以后引入)。
1、reciver链接方式(有些问题,开发中不采用这种方式)
receiver方式
基于Receiver方式存在的问题:
2、Direct直连方式(开发中使用的方式)
基于Direct方式的优势:
基于Direct方式的不足:
五、演示Demo
1、reciver链接方式
package xxx
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.storage.StorageLevel
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.streaming.kafka.KafkaUtils
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}
/**
* Receiver链接方式
*/
object KafkaWordCount {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val conf = new SparkConf().setAppName("KafkaWordCount").setMaster("local[*]")
val ssc = new StreamingContext(conf, Seconds(5))
val zkQuorum = "slave2:2181,slave3:2181,slave4:2181"
val groupId = "g1"
val topic = Map[String, Int]("test1" -> 1)
//创建DStream,需要KafkaDStream
val data: ReceiverInputDStream[(String, String)] = KafkaUtils.createStream(ssc, zkQuorum, groupId, topic, StorageLevel.MEMORY_AND_DISK_SER)
//对数据进行处理
//Kafak的ReceiverInputDStream[(String, String)]里面装的是一个元组(key是写入的key,value是实际写入的内容)
val lines: DStream[String] = data.map(_._2)
//对DSteam进行操作,操作这个抽象(代理,描述),就像操作一个本地的集合一样,类似于RDD
val words: DStream[String] = lines.flatMap(_.split(" "))
val wordAndOne: DStream[(String, Int)] = words.map((_, 1))
val reduced: DStream[(String, Int)] = wordAndOne.reduceByKey(_+_)
//打印结果(Action)
reduced.print()
//启动sparksteaming程序
ssc.start()
//等待优雅的退出
ssc.awaitTermination()
}
}
2、直连方式(用zookeeper存储偏移量)
步骤:
准备zookeeper集群存储读取到额kafka数据的每个分区的偏移量
调用KafkaUtils.createDirectStream建立直连链接
读取zookeeper集群中的已经存储的每个数据分区地偏移量,根据该偏移量继续读取数据。或者从头(当前)位置读取数据
调用kafkaStream.transform遍历每个RDD,获取该RDD对应数据的偏移量
对RDD进行操作,并将zookeeper中保存的数据偏移量进行更新
package sparkStreamingAndKafka
import kafka.common.TopicAndPartition
import kafka.message.MessageAndMetadata
import kafka.serializer.StringDecoder
import kafka.utils.{ZKGroupTopicDirs, ZkUtils}
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, InputDStream}
import org.apache.spark.streaming.kafka.{HasOffsetRanges, KafkaUtils, OffsetRange}
import org.apache.spark.streaming.{Duration, Seconds, StreamingContext}
/**
* 直连方式,用zookeeper存偏移量
*/
object KafkaDirection1 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName("kafkaDirection").setMaster("local[*]")
val ssc = new StreamingContext(conf, Seconds(3))
val group = "group1" // 分组
val topic = "wordCount" // topic
val brokerList = "slave1:9092,slave2:9092,slave3:9092" // broker集群,sparkStream的Task直接连到kafka分区上
val zkQuorum = "slave2:2181,slave3:2181,slave4:2181" // zookeeper集群,用于记录偏移量(也可以选择MySQL、Redis等记录偏移量)
val topics = Set(topic) // 创建stream时使用的topic名字集合,sparkStreaming可同时消费多个topic
val topicDirs = new ZKGroupTopicDirs(group, topic) // 创建一个ZKGroupTopicDirs对象,其实就是指定往zookeeper中写入数据的目录,该目录用于保存偏移量
val zkTopicPath: String = topicDirs.consumerOffsetDir // 获取zookeeper中的路径"/group1/offsets/wordCount/"
// 准备kafka参数
val kafkaParams = Map(
"metadata.broker.list" -> brokerList,
"group.id" -> group,
"auto.offset.reset" -> kafka.api.OffsetRequest.SmallestTimeString // 偏移量最开始的时候从哪读,SmallestTimeString表示从头开始读,
// LargestTimeString表示从启动时刻产生的数据读
)
val zkClient = new ZkClient(zkQuorum) // zookeeper的客户端,可以从zk中读取偏移量数据,并更新偏移量
val numOfzkChildren: Int = zkClient.countChildren(zkTopicPath) // 检查该路径下是否保存有数据(偏移量),
// 例如:/group1/offsets/wordCount/2/1003 表示2号分区有偏移量1003
var kafkaStream: InputDStream[(String, String)] = null
// 如果zookeeper中保存有偏移量offfset,则利用这个偏移量作为kafkaStream的起始位置
var fromOffsets: Map[TopicAndPartition, Long] = Map()
if (numOfzkChildren > 0){ // 如果保存过offset
for (i <- 0 until numOfzkChildren){
var fromOffset: String = zkClient.readData[String](zkTopicPath + "/" + i) // 读取偏移量, 用“/group1/offsets/wordCount/2”,读取到的是"1003"
val tp: TopicAndPartition = TopicAndPartition(topic, i) // 主题和分区对象
// wordCount/2 -> 1003
fromOffsets += (tp -> fromOffset.toLong) // 将topic不同分区所对应的偏移量放入集合中
}
//Key: kafka的key values: "hello tom hello jerry"
//这个会将 kafka 的消息进行 transform,最终 kafka 的数据都会变成 (kafka的key, message) 这样的 tuple
val messageHandler = (mmd: MessageAndMetadata[String, String]) => (mmd.key(), mmd.message()) // 读数据的规则
//通过KafkaUtils创建直连的DStream(fromOffsets参数的作用是:按照前面计算好了的偏移量继续消费数据)
// 泛型参数说明:
//[String, String, StringDecoder, StringDecoder, (String, String)]
// key value key的解码方式 value的解码方式 处理完成后Dstream中的数据类型
kafkaStream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder, (String, String)](ssc, kafkaParams, fromOffsets, messageHandler)
}else{ // 没有保存过offset,相当于从头读
//如果未保存,根据 kafkaParam 的配置使用最新(largest)或者最旧的(smallest) offset
//[String, String, StringDecoder, StringDecoder]
// key value key的解码方式 value的解码方式
kafkaStream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder](ssc, kafkaParams, topics)
}
//偏移量的范围
var offsetRanges = Array[OffsetRange]()
//从kafka读取的消息,DStream的Transform方法可以将当前批次的RDD获取出来
//该transform方法计算获取到当前批次RDD,然后将RDD的偏移量取出来,然后在将RDD返回到DStream
val transform: DStream[(String, String)] = kafkaStream.transform { rdd =>
//得到该 RDD对应 kafka 的消息的 offset
//该RDD是一个KafkaRDD,可以获得它的偏移量的范围
offsetRanges = rdd.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRanges // 偏移量范围
rdd // 不对RDD进行操作,再放回DStream
}
// DStream 是RDD的工厂,每隔一段时间产生一个RDD
val messages: DStream[String] = transform.map(_._2)
//依次迭代DStream中的RDD
messages.foreachRDD { rdd => // foreachRDD,每隔一段时间产生一个RDD
rdd.foreachPartition(partition => // foreachPartition 每个分区一个连接链接
partition.foreach(x => { // foreach 分区中的每条数据
println(x)
})
)
// 更新偏移量offset
for (o <- offsetRanges) {
// /group1/offsets/wordCount/2
val zkPath = s"${topicDirs.consumerOffsetDir}/${o.partition}"
//将该 partition 的 offset 更新再保存到 zookeeper
// /group1/offsets/wordCount/2/3330
ZkUtils.updatePersistentPath(zkClient, zkPath, o.untilOffset.toString)
}
}
ssc.start()
ssc.awaitTermination()
}
}
但是,在这个方案中,为了获取偏移量需要遍历RDD,后续又要遍历RDD操作RDD,代码冗余
3、直连方式(获取数据偏移量的同时处理数据)
package xxx
import kafka.common.TopicAndPartition
import kafka.message.MessageAndMetadata
import kafka.serializer.StringDecoder
import kafka.utils.{ZKGroupTopicDirs, ZkUtils}
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.dstream.InputDStream
import org.apache.spark.streaming.kafka.{HasOffsetRanges, KafkaUtils, OffsetRange}
/**
* 直连方式,用zookeeper存偏移量(获取偏移量的同时,对数据进行操作)
*/
object kafkaDirection2 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName("kafkaDirection").setMaster("local[*]")
val ssc = new StreamingContext(conf, Seconds(3))
val group = "group3" // 分组
val topic = "wordCount" // topic
val brokerList = "slave1:9092,slave2:9092,slave3:9092" // broker集群,sparkStream的Task直接连到kafka分区上
val zkQuorum = "slave2:2181,slave3:2181,slave4:2181" // zookeeper集群,用于记录偏移量(也可以选择MySQL、Redis等记录偏移量)
val topics = Set(topic) // 创建stream时使用的topic名字集合,sparkStreaming可同时消费多个topic
val topicDirs = new ZKGroupTopicDirs(group, topic) // 创建一个ZKGroupTopicDirs对象,其实就是指定往zookeeper中写入数据的目录,该目录用于保存偏移量
val zkTopicPath: String = topicDirs.consumerOffsetDir // 获取zookeeper中的路径"/group1/offsets/wordCount/"
// 准备kafka参数
val kafkaParams = Map(
"metadata.broker.list" -> brokerList,
"group.id" -> group,
"auto.offset.reset" -> kafka.api.OffsetRequest.SmallestTimeString // 偏移量最开始的时候从哪读,SmallestTimeString表示从头开始读,
// LargestTimeString表示从启动时刻产生的数据读
)
val zkClient = new ZkClient(zkQuorum) // zookeeper的客户端,可以从zk中读取偏移量数据,并更新偏移量
val numOfzkChildren: Int = zkClient.countChildren(zkTopicPath) // 检查该路径下是否保存有数据(偏移量),
// 例如:/group1/offsets/wordCount/2/1003 表示2号分区有偏移量1003
var kafkaStream: InputDStream[(String, String)] = null
// 如果zookeeper中保存有偏移量offfset,则利用这个偏移量作为kafkaStream的起始位置
var fromOffsets: Map[TopicAndPartition, Long] = Map()
if (numOfzkChildren > 0){ // 如果保存过offset
for (i <- 0 until numOfzkChildren){
var fromOffset: String = zkClient.readData[String](zkTopicPath + "/" + i) // 读取偏移量, 用“/group1/offsets/wordCount/2”,读取到的是"1003"
val tp: TopicAndPartition = TopicAndPartition(topic, i) // 主题和分区对象
// wordCount/2 -> 1003
fromOffsets += (tp -> fromOffset.toLong) // 将topic不同分区所对应的偏移量放入集合中
}
//Key: kafka的key values: "hello tom hello jerry"
//这个会将 kafka 的消息进行 transform,最终 kafka 的数据都会变成 (kafka的key, message) 这样的 tuple
val messageHandler = (mmd: MessageAndMetadata[String, String]) => (mmd.key(), mmd.message()) // 读数据的规则
//通过KafkaUtils创建直连的DStream(fromOffsets参数的作用是:按照前面计算好了的偏移量继续消费数据)
// 泛型参数说明:
//[String, String, StringDecoder, StringDecoder, (String, String)]
// key value key的解码方式 value的解码方式 处理完成后Dstream中的数据类型
kafkaStream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder, (String, String)](ssc, kafkaParams, fromOffsets, messageHandler)
}else{ // 没有保存过offset,相当于从头读
//如果未保存,根据 kafkaParam 的配置使用最新(largest)或者最旧的(smallest) offset
//[String, String, StringDecoder, StringDecoder]
// key value key的解码方式 value的解码方式
kafkaStream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder](ssc, kafkaParams, topics)
}
//偏移量的范围
var offsetRanges = Array[OffsetRange]()
// 获取偏移量的同时处理数据
// 直连方式只有在kakaDstream中的RDD才能获取偏移量,那么就不能调用DStream的Transformation
// 所以只能在KafkaStream中调用foreachRDD,获取RDD的偏移量,然后就是对RDD进行操作了
//依次迭代DStream中的RDD
// 如果使用直连方式进行累加数据,就需要在外部的数据库中进行累加(用kay-value的内存数据库,NoSQL型数据库 Redis)
kafkaStream.foreachRDD { kafkaRDD =>{
// 只有kafkaRDD可以强转成HashOffSetRanges,并获取偏移量
val offsetRanges: Array[OffsetRange] = kafkaRDD.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRanges
val lines: RDD[String] = kafkaRDD.map(_._2)
val words: RDD[String] = lines.flatMap(u => {
u.split(" ")
})
val wordsAndOne: RDD[(String, Int)] = words.map(word => {
(word, 1)
})
val reduced: RDD[(String, Int)] = wordsAndOne.reduceByKey((a, b) => {
a + b
})
reduced.foreach(println)
// 更新偏移量offset
for (o <- offsetRanges) {
// /group1/offsets/wordCount/2
val zkPath = s"${topicDirs.consumerOffsetDir}/${o.partition}"
//将该 partition 的 offset 更新再保存到 zookeeper
// /group1/offsets/wordCount/2/3330
ZkUtils.updatePersistentPath(zkClient, zkPath, o.untilOffset.toString)
}
}
}
ssc.start()
ssc.awaitTermination()
}
}
但是该方案,无法获取历史数据。这里统计到的wordcount只是某一时间片内对应数据的统计结果,并不包含历史数据。
4、直连方式,zookeeper存储偏移量数据,redis存储历史数据。
redis的连接池:
package xxx
import redis.clients.jedis.{Jedis, JedisPool, JedisPoolConfig}
object JedisConnectePool {
val config = new JedisPoolConfig()
//最大连接数,
config.setMaxTotal(20)
//最大空闲连接数,
config.setMaxIdle(10)
//当调用borrow Object方法时,是否进行有效性检查 -->
config.setTestOnBorrow(true)
//10000代表超时时间(10秒)
val pool = new JedisPool(config, "192.168.247.8", 6379, 10000, "123")
def getConnection():Jedis={
pool.getResource
}
}
package xxx
import jedis.JedisConnectionPool
import kafka.common.TopicAndPartition
import kafka.message.MessageAndMetadata
import kafka.serializer.StringDecoder
import kafka.utils.{ZKGroupTopicDirs, ZkUtils}
import org.I0Itec.zkclient.ZkClient
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, InputDStream}
import org.apache.spark.streaming.kafka.{HasOffsetRanges, KafkaUtils, OffsetRange}
import redis.clients.jedis.Jedis
/**
* 直连方式,在获取RDD偏移量的同时操作偏移量,并且能够wordcount统计时包含历史统计数据
*/
object kafkaDirection3 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val conf: SparkConf = new SparkConf().setAppName("kafkaDirection").setMaster("local[*]")
val ssc = new StreamingContext(conf, Seconds(3))
val group = "group2" // 分组
val topic = "wordCount" // topic
val brokerList = "slave1:9092,slave2:9092,slave3:9092" // broker集群,sparkStream的Task直接连到kafka分区上
val zkQuorum = "slave2:2181,slave3:2181,slave4:2181" // zookeeper集群,用于记录偏移量(也可以选择MySQL、Redis等记录偏移量)
val topics = Set(topic) // 创建stream时使用的topic名字集合,sparkStreaming可同时消费多个topic
val topicDirs = new ZKGroupTopicDirs(group, topic) // 创建一个ZKGroupTopicDirs对象,其实就是指定往zookeeper中写入数据的目录,该目录用于保存偏移量
val zkTopicPath: String = topicDirs.consumerOffsetDir // 获取zookeeper中的路径"/group1/offsets/wordCount/"
// 准备kafka参数
val kafkaParams = Map(
"metadata.broker.list" -> brokerList,
"group.id" -> group,
"auto.offset.reset" -> kafka.api.OffsetRequest.SmallestTimeString // 偏移量最开始的时候从哪读,SmallestTimeString表示从头开始读,
// LargestTimeString表示从启动时刻产生的数据读
)
val zkClient = new ZkClient(zkQuorum) // zookeeper的客户端,可以从zk中读取偏移量数据,并更新偏移量
val numOfzkChildren: Int = zkClient.countChildren(zkTopicPath) // 检查该路径下是否保存有数据(偏移量),
// 例如:/group1/offsets/wordCount/2/1003 表示2号分区有偏移量1003
var kafkaStream: InputDStream[(String, String)] = null
// 如果zookeeper中保存有偏移量offfset,则利用这个偏移量作为kafkaStream的起始位置
var fromOffsets: Map[TopicAndPartition, Long] = Map()
if (numOfzkChildren > 0){ // 如果保存过offset
for (i <- 0 until numOfzkChildren){
var fromOffset: String = zkClient.readData[String](zkTopicPath + "/" + i) // 读取偏移量, 用“/group1/offsets/wordCount/2”,读取到的是"1003"
val tp: TopicAndPartition = TopicAndPartition(topic, i) // 主题和分区对象
// wordCount/2 -> 1003
fromOffsets += (tp -> fromOffset.toLong) // 将topic不同分区所对应的偏移量放入集合中
}
//Key: kafka的key values: "hello tom hello jerry"
//这个会将 kafka 的消息进行 transform,最终 kafka 的数据都会变成 (kafka的key, message) 这样的 tuple
val messageHandler = (mmd: MessageAndMetadata[String, String]) => (mmd.key(), mmd.message()) // 读数据的规则
//通过KafkaUtils创建直连的DStream(fromOffsets参数的作用是:按照前面计算好了的偏移量继续消费数据)
// 泛型参数说明:
//[String, String, StringDecoder, StringDecoder, (String, String)]
// key value key的解码方式 value的解码方式 处理完成后Dstream中的数据类型
kafkaStream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder, (String, String)](ssc, kafkaParams, fromOffsets, messageHandler)
}else{ // 没有保存过offset,相当于从头读
//如果未保存,根据 kafkaParam 的配置使用最新(largest)或者最旧的(smallest) offset
//[String, String, StringDecoder, StringDecoder]
// key value key的解码方式 value的解码方式
kafkaStream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder](ssc, kafkaParams, topics)
}
//偏移量的范围
var offsetRanges = Array[OffsetRange]()
// 直连方式只有在kakaDstream中的RDD才能获取偏移量,那么就不能调用DStream的Transformation
// 所以只能在KafkaStream中调用foreachRDD,获取RDD的偏移量,然后就是对RDD进行操作了
//依次迭代DStream中的RDD
// 如果使用直连方式进行累加数据,就需要在外部的数据库中进行累加(用kay-value的内存数据库,NoSQL型数据库 Redis)
kafkaStream.foreachRDD { kafkaRDD =>{
// 只有kafkaRDD可以强转成HashOffSetRanges,并获取偏移量
val offsetRanges: Array[OffsetRange] = kafkaRDD.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRanges
val lines: RDD[String] = kafkaRDD.map(_._2)
val words: RDD[String] = lines.flatMap(u => {
u.split(" ")
})
val wordsAndOne: RDD[(String, Int)] = words.map(word => {
(word, 1)
})
val reduced: RDD[(String, Int)] = wordsAndOne.reduceByKey((a, b) => {
a + b
})
val stated: RDD[(String, Int)] = reduced.map(u => {
// 获取redis存放的历史统计数据
val conn: Jedis = JedisConnectionPool.getConnection()
val str: String = conn.get(u._1)
var num = 0
if(str != null){
num = str.toInt
}
val value: Int = u._2
val value1: Int = num+value
// 更新redis中的统计数据
conn.set(u._1, value1.toString)
conn.close()
(u._1, value1)
})
stated.foreach(println)
// 更新偏移量offset
for (o <- offsetRanges) {
// /group1/offsets/wordCount/2
val zkPath = s"${topicDirs.consumerOffsetDir}/${o.partition}"
//将该 partition 的 offset 更新再保存到 zookeeper
// /group1/offsets/wordCount/2/3330
ZkUtils.updatePersistentPath(zkClient, zkPath, o.untilOffset.toString)
}
}
}
ssc.start()
ssc.awaitTermination()
}
}