Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数

前面我们学习了Spark中的Spark core,离线数据计算,下面我们来学习一下Spark中的Spark SQL。

一、Spark SQL

Spark SQL和我们之前讲Hive的时候说的hive on spark是不一样的。

hive on spark是表示把底层的mapreduce引擎替换为spark引擎。

而Spark SQL是Spark自己实现的一套SQL处理引擎。

Spark SQL是Spark中的一个模块,主要用于进行结构化数据的处理。它提供的最核心的编程抽象,就是DataFrame。

DataFrame=RDD+Schema。
它其实和关系型数据库中的表非常类似,RDD可以认为是表中的数据,Schema是表结构信息。DataFrame可以通过很多来源进行构建,包括:结构化的数据文件,Hive中的表,外部的关系型数据库,以及RDD

Spark1.3出现的DataFrame,Spark1.6出现了DataSet,在Spark2.0中两者统一,DataFrame等于DataSet[Row]

二、SparkSession

要使用Spark SQL,首先需要创建一个SpakSession对象。

SparkSession中包含了SparkContext和SqlContext。

所以说想通过SparkSession来操作RDD的话需要先通过它来获取SparkContext。

这个SqlContext是使用sparkSQL操作hive的时候会用到的。

三、创建DataFrame

使用SparkSession,可以从RDD、HIve表或者其它数据源创建DataFrame
那下面我们来使用JSON文件来创建一个DataFrame

想要使用spark-sql需要先添加spark-sql的依赖


    org.apache.spark
    spark-sql_2.11
    2.4.3

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第1张图片
在项目中添加sql这个包名
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第2张图片
student.json文件内容如下:

{"name":"jack","age":19,"sex":"male"}
{"name":"tom","age":18,"sex":"female"}
{"name":"jessic","age":27,"sex":"male"}
{"name":"hehe","age":18,"sex":"female"}
{"name":"haha","age":15,"sex":"male"}

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1、scala代码如下:

创建object:SqlDemoScala

package com.imooc.scala.sql

import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession

/**
  * 需求:使用json文件创建DataFrame
  */
object SqlDemoScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0")
    val conf = new SparkConf().setMaster("local")

    //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
    val sparkSession = SparkSession.builder()
      .appName("SqlDemoScala").config(conf)
        .getOrCreate()

    //读取json文件,获取DataFrame
    val stuDf = sparkSession.read.json("D:\\student.json")

    //将DataFrame转换为DataSet[Row]
    //val stuDf = sparkSession.read.json("D:\\student.json").as("stu")

    //查看DataFrame中的数据
    stuDf.show()

    sparkSession.stop()
  }
}

运行结果如下:
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第4张图片

2、java代码如下:

package com.imooc.java.sql;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;
import org.apache.spark.sql.SparkSession;

/**
 * 需求:使用json文件创建DataFrame
 */
public class SqlDemoJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0");

        SparkConf conf = new SparkConf();
        conf.setMaster("local");

        //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
        SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                .appName("SqlDemoJava")
                .config(conf)
                .getOrCreate();

        //读取json文件,获取Dataset
        Dataset stuDf = sparkSession.read().json("D:\\student.json");

        //将Dataset转换为DataFrame
        //Dataset stuDf = sparkSession.read().json("D:\\student.json").toDF();

        stuDf.show();

        sparkSession.stop();

    }
}

运行结果如下:
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第5张图片
注:
由于DataFrame等于DataSet[Row],它们两个可以互相转换,所以创建哪个都是一样的
咱们前面的scala代码默认创建的是DataFrame,java代码默认创建的是DataSet
尝试对他们进行转换
在Scala代码中将DataFrame转换为DataSet[Row],对后面的操作没有影响

//将DataFrame转换为DataSet[Row]
val stuDf = sparkSession.read.json("D:\\student.json").as("stu")

在Java代码中将DataSet[Row]转换为DataFrame

//将Dataset转换为DataFrame
Dataset stuDf = sparkSession.read().json("D:\\student.json").toDF();

四、DataFrame常见算子操作

下面来看一下Spark sql中针对DataFrame常见的算子操作
先看一下官方文档
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第6张图片
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第7张图片

printSchema()
show()
select()
filter()、where()
groupBy()
count()

下面来使用一下这些操作

1、scala代码如下:

package com.imooc.scala.sql

import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession

/**
  * 需求:DataFrame常见操作
  */
object DataFrameOpScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0")
    val conf = new SparkConf().setMaster("local")
    //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
    val sparkSession = SparkSession.builder()
      .appName("DataFrameOpScala")
      .config(conf)
      .getOrCreate()

    val stuDf = sparkSession.read.json("D:\\student.json")

    //打印schema信息
    stuDf.printSchema()
    //默认显示所有数据,可以通过参数控制显示多少条
    stuDf.show(2)

    stuDf.select("name","age").show()

    //在使用select的时候可以对数据做一些操作,需要添加隐式转换函数,否则语法报错
    import sparkSession.implicits._
    stuDf.select($"name",$"age" + 1).show()

    //对数据进行过滤,需要添加隐式转换函数,否则语法报错
    stuDf.filter($"age" > 18).show()
    //where底层调用的就是filter
    stuDf.where($"age" > 18).show()

    //对数据进行分组求和
    stuDf.groupBy("age").count().show()

    sparkSession.stop()

  }
}

输出如下:

//打印schema信息
stuDf.printSchema()

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第8张图片

//默认显示所有数据,可以通过参数控制显示多少条
stuDf.show(2)

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第9张图片

stuDf.select("name","age").show()

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第10张图片

//在使用select的时候可以对数据做一些操作,需要添加隐式转换函数,否则语法报错
import sparkSession.implicits._
stuDf.select($"name",$"age" + 1).show()

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第11张图片

//对数据进行过滤,需要添加隐式转换函数,否则语法报错
stuDf.filter($"age" > 18).show()

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第12张图片

//where底层调用的就是filter
stuDf.where($"age" > 18).show()

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第13张图片

//对数据进行分组求和
stuDf.groupBy("age").count().show()

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第14张图片

2、java代码如下:

package com.imooc.java.sql;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;
import org.apache.spark.sql.SparkSession;
import static org.apache.spark.sql.functions.col;

/**
 * 需求:DataFrame常见操作
 */
public class DataFrameOpJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0");
        SparkConf conf = new SparkConf();
        conf.setMaster("local");
        //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
        SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                .appName("DataFrameOpJava")
                .config(conf)
                .getOrCreate();

        Dataset stuDf =  sparkSession.read().json("D:\\student.json");

        //打印schema信息
        stuDf.printSchema();
        //默认显示所有数据,可以通过参数控制显示多少条
        stuDf.show(2);
        //查询数据中的指定字段信息
        stuDf.select("name","age").show();

        //在select的时候可以对数据做一些操作,需要引入import static org.apache.spark.sql.functions.col;
        stuDf.select(col("name"),col("age").plus(1)).show();

        //对数据进行过滤
        stuDf.filter(col("age").gt(18)).show();
        //where底层调用的就是filter
        stuDf.where(col("age").gt(18)).show();

        stuDf.groupBy("age").count().show();

        sparkSession.stop();

    }
}

输出如下:

    //打印schema信息
    stuDf.printSchema();

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第15张图片

    //默认显示所有数据,可以通过参数控制显示多少条
    stuDf.show(2);

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第16张图片

    //查询数据中的指定字段信息
    stuDf.select("name","age").show();

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第17张图片

    //在select的时候可以对数据做一些操作,需要引入import static org.apache.spark.sql.functions.col;
    stuDf.select(col("name"),col("age").plus(1)).show();

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第18张图片

    //对数据进行过滤
    stuDf.filter(col("age").gt(18)).show();

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第19张图片

    //where底层调用的就是filter
    stuDf.where(col("age").gt(18)).show();

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第20张图片

stuDf.groupBy("age").count().show();

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第21张图片
这些就是针对DataFrame的一些常见的操作。

但是现在这种方式其实用起来还是不方便,只是提供了一些类似于可以操作表的算子,很对一些简单的查询还是可以的,但是针对一些复杂的操作,使用算子写起来就很麻烦了,所以我们希望能够直接支持用sql的方式执行,Spark SQL也是支持的。

五、DataFrame的sql操作

想要实现直接支持sql语句查询DataFrame中的数据
需要两步操作

1、先将DataFrame注册为一个临时表
2、使用sparkSession中的sql函数执行sql语句

下面来看一个案例

1、scala代码如下:

package com.imooc.scala.sql

import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession

/**
  * 需求:使用sql操作DataFrame
  */
object DataFrameSqlScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0")
    val conf = new SparkConf().setMaster("local")

    //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
    val sparkSession = SparkSession.builder()
      .appName("DataFrameSqlScala")
        .config(conf)
        .getOrCreate()

    val stuDf = sparkSession.read.json("D:\\student.json")
    //将DataFrame注册为一个临时表
    stuDf.createOrReplaceTempView("student")

    //使用sql查询临时表中的数据
    sparkSession.sql("select age,count(*) as num from student group by age")
      .show()

    sparkSession.stop()

  }
}

结果输出如下:
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第22张图片

2、java代码如下:

package com.imooc.java.sql;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;
import org.apache.spark.sql.SparkSession;

/**
 * 需求:使用sql操作DataFrame
 */
public class DataFrameSqlJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0");
        SparkConf conf = new SparkConf();
        conf.setMaster("local");
        //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
        SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                .appName("DataFrameSqlJava")
                .config(conf)
                .getOrCreate();

        Dataset stuDf = sparkSession.read().json("D:\\student.json");
        //将Dataset注册为一个临时表
        stuDf.createOrReplaceTempView("student");
        //使用sql查询临时表中的数据
        sparkSession.sql("select age,count(*) as num from student group by age")
                .show();

        sparkSession.stop();
    }
}

结果输出如下:

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第23张图片

六、RDD转换为DataFrame

为什么要将RDD转换为DataFrame?
在实际工作中我们可能会先把hdfs上的一些日志数据加载进来,然后进行一些处理,最终变成结构化的数据,希望对这些数据做一些统计分析,当然了我们可以使用spark中提供的transformation算子来实现,只不过会有一些麻烦,毕竟是需要写代码的,如果能够使用sql实现,其实是更加方便的。
所以可以针对我们前面创建的RDD,将它转换为DataFrame,这样就可以使用dataFrame中的一些算子或者直接写sql来操作数据了。

Spark SQL支持这两种方式将RDD转换为DataFrame

1、反射方式
2、编程方式

1、反射方式

下面来看一下反射方式:
这种方式是使用反射来推断RDD中的元数据。
基于反射的方式,代码比较简洁,也就是说当你在写代码的时候,已经知道了RDD中的元数据,这样的话使用反射这种方式是一种非常不错的选择。

Scala具有隐式转换的特性,所以spark sql的scala接口是支持自动将包含了case class的RDD转换为DataFrame的
下面来举一个例子

(1)scala代码如下:

package com.imooc.scala.sql

import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession

/**
  * 需求:使用反射方式实现RDD转换为DataFrame
  */
object RddToDataFrameByReflectScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0")
    val conf = new SparkConf().setMaster("local")
    //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
    val sparkSession = SparkSession.builder()
      .appName("RddToDataFrameByReflectScala")
      .config(conf)
      .getOrCreate()

    //获取SparkContext
    val sc = sparkSession.sparkContext
    val dataRDD = sc.parallelize(Array(("jack",18),("tom",20),("jessic",30)))

    //基于反射直接将包含Student对象的dataRDD转换为DataFrame
    //需要导入隐式转换
    import sparkSession.implicits._
    val stuDf = dataRDD.map(tup=>Student(tup._1,tup._2)).toDF()

    //下面就可以通过DataFrame的方式操作dataRDD中的数据了
    stuDf.createOrReplaceTempView("student")

    //执行sql查询
    val resDf = sparkSession.sql("select name,age from student where age > 18")
    sparkSession.sql("select name,age from student where age > 18").show()
    //将DataFrame转化为RDD
    val resRDD = resDf.rdd

    //从row中取数据,封装成student,打印到控制台
    resRDD.map(row=>Student(row(0).toString,row(1).toString.toInt))
      .collect()
      .foreach(println(_))

    //使用row的getAs()方法,获取指定列名的值
    resRDD.map(row=>Student(row.getAs[String]("name"),row.getAs[Int]("age")))
      .collect()
      .foreach(println(_))

    sparkSession.stop()

  }
}

//定义一个Student
case class Student(name:String,age:Int)

输出如下:
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第24张图片

(2)java代码如下:

package com.imooc.java.sql;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.SparkContext;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
import org.apache.spark.api.java.function.Function;
import org.apache.spark.rdd.RDD;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;
import org.apache.spark.sql.SparkSession;
import scala.Tuple2;

import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 需求:使用反射方式实现RDD转换为DataFrame
 */
public class RddToDataFrameByReflectJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0");
        SparkConf conf = new SparkConf();
        conf.setMaster("local");
        //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
        SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                .appName("RddToDataFrameByReflectJava")
                .config(conf)
                .getOrCreate();
        //获取SparkContext
        //从sparkSession中获取的是scala中的sparkContext,所以需要转换成java中的sparkContext
        JavaSparkContext sc = JavaSparkContext.fromSparkContext(sparkSession.sparkContext());
        Tuple2 t1 = new Tuple2("jack", 18);
        Tuple2 t2 = new Tuple2("tom", 20);
        Tuple2 t3 = new Tuple2("jessic", 30);

        JavaRDD> dataRDD = sc.parallelize(Arrays.asList(t1,t2,t3));

        JavaRDD stuRDD = dataRDD.map(new Function, Student>() {
            @Override
            public Student call(Tuple2 tup) throws Exception {
                return new Student(tup._1, tup._2);
            }
        });

        //注意:Student这个类必须声明为public,并且必须实现序列化
        Dataset stuDf = sparkSession.createDataFrame(stuRDD,Student.class);
        stuDf.createOrReplaceTempView("student");

        //执行sql查询
        Dataset resDf = sparkSession.sql("select name,age from student where age > 18");

        //将DataFrame转化为RDD,注意:这里需要转为JavaRDD
        JavaRDD resRDD = resDf.javaRDD();

        //从row中取数据,封装成student,打印到控制台
        List resList = resRDD.map(new Function() {

            @Override
            public Student call(Row row) throws Exception {
                //return new Student(row.getString(0), row.getInt(1));
                //通过getAs获取数据
                return new Student(row.getAs("name").toString(), Integer.parseInt(row.getAs("age").toString()));
            }
        }).collect();

        for(Student stu : resList){
            System.out.println(stu);
        }

        sparkSession.stop();

    }
}

Student类:

package com.imooc.java.sql;

import java.io.Serializable;

/**
 *
 */
public class Student implements Serializable {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

输出如下:
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第25张图片

2、编程方式

接下来是编程的方式
这种方式是通过编程接口来创建DataFrame,你可以在程序运行时动态构建一份元数据,就是Schema,然后将其应用到已经存在的RDD上。这种方式的代码比较冗长,但是如果在编写程序时,还不知道RDD的元数据,只有在程序运行时,才能动态得知其元数据,那么只能通过这种动态构建元数据的方式。

也就是说当case calss中的字段无法预先定义的时候,就只能用编程方式动态指定元数据了

下面看一个案例

(1)scala代码如下:

package com.imooc.scala.sql

import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.types.{IntegerType, StringType, StructField, StructType}
import org.apache.spark.sql.{Row, SparkSession}

/**
  * 需求:使用编程方式实现RDD转换为DataFrame
  *
  */
object RddToDataFrameByProgramScala {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0")
    val conf = new SparkConf()
      .setMaster("local")
    //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
    val sparkSession = SparkSession.builder()
      .appName("RddToDataFrameByProgramScala")
      .config(conf)
      .getOrCreate()

    //获取SparkContext
    val sc = sparkSession.sparkContext

    val dataRDD = sc.parallelize(Array(("jack",18),("tom",20),("jessic",30)))
    //组装rowRDD
    val rowRDD = dataRDD.map(tup=>Row(tup._1,tup._2))
    //指定元数据信息【这个元数据信息就可以动态从外部获取了,比较灵活】
    val schema = StructType(Array(
      StructField("name",StringType,true),
      StructField("age",IntegerType,true)
    ))
    //组装DataFrame
    val stuDf = sparkSession.createDataFrame(rowRDD,schema)

    //下面就可以通过DataFrame的方式操作dataRDD中的数据了
    stuDf.createOrReplaceTempView("student")

    //执行sql查询
    val resDf = sparkSession.sql("select name,age from student where age > 18")

    //将DataFrame转化为RDD
    val resRDD = resDf.rdd

    resRDD.map(row=>(row(0).toString,row(1).toString.toInt))
      .collect()
      .foreach(println(_))

    sparkSession.stop()
  }

}

输出如下:

Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第26张图片

(2)java代码如下:

package com.imooc.java.sql;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
import org.apache.spark.api.java.function.Function;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;
import org.apache.spark.sql.RowFactory;
import org.apache.spark.sql.SparkSession;
import org.apache.spark.sql.types.DataTypes;
import org.apache.spark.sql.types.StructField;
import org.apache.spark.sql.types.StructType;
import scala.Tuple2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 需求:使用编程方式实现RDD转换为DataFrame
 *
 */
public class RddToDataFrameByProgramJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0");
        SparkConf conf = new SparkConf();
        conf.setMaster("local");
        //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
        SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                .appName("RddToDataFrameByProgramJava")
                .config(conf)
                .getOrCreate();

        //获取SparkContext
        //从sparkSession中获取的是scala中的sparkContext,所以需要转换成java中的sparkContext
        JavaSparkContext sc = JavaSparkContext.fromSparkContext(sparkSession.sparkContext());
        Tuple2 t1 = new Tuple2("jack", 18);
        Tuple2 t2 = new Tuple2("tom", 20);
        Tuple2 t3 = new Tuple2("jessic", 30);
        JavaRDD> dataRDD = sc.parallelize(Arrays.asList(t1, t2, t3));

        //组装rowRDD
        JavaRDD rowRDD = dataRDD.map(new Function, Row>() {
            @Override
            public Row call(Tuple2 tup) throws Exception {
                return RowFactory.create(tup._1, tup._2);
            }
        });
        //指定元数据信息
        ArrayList structFieldList = new ArrayList();
        structFieldList.add(DataTypes.createStructField("name", DataTypes.StringType, true));
        structFieldList.add(DataTypes.createStructField("age", DataTypes.IntegerType, true));
        StructType schema = DataTypes.createStructType(structFieldList);
        //构建DataFrame
        Dataset stuDf = sparkSession.createDataFrame(rowRDD, schema);


        stuDf.createOrReplaceTempView("student");
        //执行sql查询
        Dataset resDf = sparkSession.sql("select name,age from student where age > 18");

        //将DataFrame转化为RDD,注意:这里需要转为JavaRDD
        JavaRDD resRDD = resDf.javaRDD();

        List> resList = resRDD.map(new Function>() {
            @Override
            public Tuple2 call(Row row) throws Exception {
                return new Tuple2(row.getString(0), row.getInt(1));
            }
        }).collect();

        for(Tuple2 tup : resList){
            System.out.println(tup);
        }

        sparkSession.stop();
    }
}

输出如下:
Spark15:Spark SQL:DataFrame常见算子操作、DataFrame的sql操作、RDD转换为DataFrame、load和save操作、SaveMode、内置函数_第27张图片

七、load和save操作

对于Spark SQL的DataFrame来说,无论是从什么数据源创建出来的DataFrame,都有一些共同的load和save操作。
load操作主要用于加载数据,创建出DataFrame;
save操作,主要用于将DataFrame中的数据保存到文件中。

我们前面操作json格式的数据的时候好像没有使用load方法,而是直接使用的json方法,这是什么特殊用法吗?
查看json方法的源码会发现,它底层调用的是format和load方法。

def json(paths: String*): DataFrame = format("json").load(paths : _*)

注意:如果看不到源码,需要点击idea右上角的download source提示信息下载依赖的源码。
我们如果使用原始的format和load方法加载数据,
此时如果不指定format,则默认读取的数据源格式是parquet,也可以手动指定数据源格式。Spark SQL内置了一些常见的数据源类型,比如json, parquet, jdbc, orc, csv, text

通过这个功能,就可以在不同类型的数据源之间进行转换了。

来看一个案例:

1、scala代码如下:

package com.imooc.scala.sql

import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession

/**
  * 需求:load和save的使用
  *
  */
object LoadAndSaveOpScala {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0")
    val conf = new SparkConf()
      .setMaster("local")
    //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
    val sparkSession = SparkSession.builder()
      .appName("LoadAndSaveOpScala")
      .config(conf)
      .getOrCreate()

    //读取数据
    val stuDf = sparkSession.read
      .format("json")
      .load("D:\\student.json")

    //保存数据
    stuDf.select("name","age")
      .write
      .format("csv")
      .save("hdfs://bigdata01:9000/out-save001")

    sparkSession.stop()
  }

}

执行代码,查看结果,csv文件是使用逗号分隔的:

[root@bigdata01 hadoop-3.2.0]# hdfs dfs -ls /out-save001   
Found 2 items
-rw-r--r--   3 yehua supergroup          0 2020-05-29 17:53 /out-save001/_SUCCESS
-rw-r--r--   3 yehua supergroup         46 2020-05-29 17:53 /out-save001/part-00000-9bf82de6-b23e-4118-bc05-34e0466aa295-c000.csv
[root@bigdata01 hadoop-3.2.0]# hdfs dfs -cat /out-save001/part-00000-9bf82de6-b23e-4118-bc05-34e0466aa295-c000.csv
jack,19
tom,18
jessic,27
hehe,18
haha,15

2、java代码如下:

package com.imooc.java.sql;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.sql.Dataset;
import org.apache.spark.sql.Row;
import org.apache.spark.sql.SparkSession;

/**
 * 需求:load和save的使用
 */
public class LoadAndSaveOpJava {

    public static void main(String[] args) {
        System.setProperty("hadoop.home.dir", "E:\\hadoop-3.2.0\\hadoop-3.2.0");
        SparkConf conf = new SparkConf();
        conf.setMaster("local");
        //创建SparkSession对象,里面包含SparkContext和SqlContext
        SparkSession sparkSession = SparkSession.builder()
                .appName("LoadAndSaveOpJava")
                .config(conf)
                .getOrCreate();

        //读取数据
        Dataset stuDf = sparkSession.read()
                .format("json")
                .load("D:\\student.json");

        //保存数据
        stuDf.select("name","age")
                .write()
                .format("csv")
                .save("hdfs://bigdata01:9000/out-save002");

        sparkSession.stop();
    }

}

八、SaveMode

Spark SQL对于save操作,提供了不同的save mode。
主要用来处理,当目标位置已经有数据时应该如何处理。save操作不会执行锁操作,并且也不是原子的,因此是有一定风险出现脏数据的。

SaveMode							解释
SaveMode.ErrorIfExists (默认)	如果目标位置已经存在数据,那么抛出一个异常
SaveMode.Append					如果目标位置已经存在数据,那么将数据追加进去
SaveMode.Overwrite				如果目标位置已经存在数据,那么就将已经存在的数据删除,用新数据进行覆盖
SaveMode.Ignore					如果目标位置已经存在数据,那么就忽略,不做任何操作

在LoadAndSaveOpScala中增加SaveMode的设置,重新执行,验证结果
将SaveMode设置为Append,如果目标已存在,则追加

stuDf.select("name","age")
  .write
  .format("csv")
  .mode(SaveMode.Append)//追加
  .save("hdfs://bigdata01:9000/out-save001")

执行之后的结果确实是追加到之前的结果目录中了

[root@bigdata01 hadoop-3.2.0]# hdfs dfs -ls /out-save001              Found 3 items
-rw-r--r--   3 yehua supergroup          0 2020-05-29 17:59 /out-save001/_SUCCESS
-rw-r--r--   3 yehua supergroup         46 2020-05-29 17:59 /out-save001/part-00000-94a0141a-49f1-45a5-b2a4-0bdd89647ab1-c000.csv
-rw-r--r--   3 yehua supergroup         46 2020-05-29 17:53 /out-save001/part-00000-9bf82de6-b23e-4118-bc05-34e0466aa295-c000.csv

九、内置函数

Spark中提供了很多内置的函数,

种类				函数
聚合函数			avg, count, countDistinct, first, last, max, mean, min, sum, sumDistinct
集合函数			array_contains, explode, size
日期/时间函数	datediff, date_add, date_sub, add_months, last_day, next_day, months_between, current_date, current_timestamp, date_format
数学函数			abs, ceil, floor, round
混合函数			if, isnull, md5, not, rand, when
字符串函数		concat, get_json_object, length, reverse, split, upper
窗口函数			denseRank, rank, rowNumber

其实这里面的函数和hive中的函数是类似的

注意:SparkSQL中的SQL函数文档不全,其实在使用这些函数的时候,大家完全可以去查看hive中sql的文档,使用的时候都是一样的。

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