Spark读取文件性能优化

在使用spark读取json文件的时候，数据文件有12G，数据读取就耗费了80秒，如果数据量更大，花费时间则更长。后来发现，时间主要浪费在数据读取的时候，类型推断上。为了提高读取速度，可以提前读取小批量的数据获取数据类型模式，然后将类型模式设置给spark的数据读取器，这样在40秒内就读完了所有的数据。

与此同时，可以在代码中写入两条数据，推断出数据类型模式。或者，手动实现数据类型模式。

总之，spark读取数据的时候，不要让它自动推断数据类型，就可以加速数据读取。

0、先看不同的读取文件花费时间对比

1、直接读取数据，spark自行推断数据类型

    session
      .read
      .json(jsonDataPath)
      .select($"msg.id.userId" as "userId")
      .distinct()
      .show(10)

2、为spark的读取器设置数据类型模式

2.1、读取一条数据来获取数据类型的模式

取出一条样例数据，使用spark自动推断出数据类型模式，然后将数据类型设置给spark的读取器。

    val sampleData =
      """
        |{"version":1,"channel":"8xxxyyyy-uu-3A5","eventId":"FF","otherIds":[],"timestamp":1658257201,"node":"n11","nodeIp":"1.1.1.1","clientIp":"1.2.3.4","clientCountry":"","clientProvince":"","clientIsp":"","msg":{"id":{"wwId":"qwwwwwwwww","userId":"b3dhRQ==","serviceId":"111","stat":5,"credit":{"start":"1970-01-01T00:00:00Z"}},"wwId":"ww","type":3,"version":{"version":"3.11.6","channel":"827A3A5"},"eventNum":1,"events":[{"id":"re_condition1_N","time":"2022-07-19T19:00:00Z","parasNum":2,"paras":[{"key":"sid","value":"233432342"},{"key":"AB","value":"nil"}]}]}}
        |""".split('|').map(_.trim).filter(!_.equals(""))

    // 读取样例数据
    val tempData:RDD[String] = session.sparkContext.parallelize(sampleData)
	// 获取数据类型模式
    val newSchema2 = session.read.json(tempData).schema

    session
      .read
      .schema(newSchema2)   // 将数据类型模式设置给DataFrameReader
      .json(jsonDataPath)
      .select($"msg.id.userId" as "userId")
      .distinct()
      .show(10)

2.2、读取一个文件，来获取数据类型模式

    // 读取部分样例数据，获取自动推断出的数据类型模式
    // sampleDataPath 是一个原来数据文件的一部分
    val newSchema = session.read.json(sampleDataPath).schema
    session
      .read
      .schema(newSchema)  // 将数据类型模式设置给DataFrameReader
      .json(jsonDataPath)
      .select($"msg.id.userId" as "userId")
      .distinct()
      .show(true)

2.3、自定义数据类型模式

自定义数据模式后，然后设置给spark的读取器。其中涉及到基本数据类型，对象类型，数组类型，数组中对象。

// 手动设置相应的类型模式 
val newSchema3 = StructType(Array(
      StructField("version", LongType),
      StructField("timestamp", LongType),
      StructField("nodeIp", StringType),
      StructField("node", StringType),
      StructField("eventId", StringType),
      StructField("clientProvince", StringType),
      StructField("clientIsp", StringType),
      StructField("clientIp", StringType),
      StructField("clientCountry", StringType),
      StructField("channel", StringType),
      StructField("otherIds", ArrayType(StringType, containsNull = true)),
      StructField("msg", StructType(Array(
        StructField("eventNum", LongType),
        StructField("events", ArrayType(StructType(Array(
          StructField("id", StringType),
          StructField("paras", ArrayType(StructType(Array(
            StructField("key", StringType, nullable = true),
            StructField("value", StringType, nullable = true)
          )), containsNull = true)),
          StructField("parasNum", LongType, nullable = true),
          StructField("time", StringType, nullable = true)
        )),  containsNull = true), nullable = true),
        StructField("id", StructType(Array(
          StructField("credit", StructType(Array(
            StructField("start", StringType, nullable = true)
          )), nullable = true),
          StructField("serviceId", StringType, nullable = true),
          StructField("stat", LongType, nullable = true),
          StructField("wwId", StringType, nullable = true),
          StructField("userId", StringType, nullable = true)
        )), nullable = true),
        StructField("wwId", StringType, nullable = true),
        StructField("type", LongType, nullable = true),
        StructField("version", StructType(Array(
          StructField("channel", StringType, nullable = true),
          StructField("version", StringType, nullable = true)
        )), nullable = true)
      )), nullable = true)
    ))

    session
      .read
      .schema(newSchema3) // 将数据类型模式设置给DataFrameReader
      .json(jsonDataPath)
      .select($"msg.id.userId" as "userId")
      .distinct()
      .show(5)

3、时间对比

从时间对比可以看出，给数据读取器提前设置数据类型模式，可以将数据读取速度提高一倍。

4、注意

• 对于给出部分数据，让spark提前推断数据类型模式，数据类型要包含全部需要处理的字段，否则会出现找不到字段的异常。
• 可以通过适当调整spark-sumit的参数，增加资源利用率，提高spark执行效率。
• 自定义数据类型模式的时候，需要注意使用的数据类型。
• 这里只是给出了json的读取，csv类型格式也是类似处理方式。

5、自定义数据类型模式

根据官方提供的方法，有多种定义方式。下面的例子可以通过spark的源码中注释中看到。

// 默认添加字段方式，默认字段可以为null
val struct = (new StructType)
.add("a", IntegerType)
.add("b", LongType)
.add("c", StringType)

// 可以添加评论
val struct = (new StructType)
.add("a", IntegerType, true, "comment1")
.add("b", LongType, false, "comment2")
.add("c", StringType, true, "comment3")

// 可以使用字符串类型
val struct = (new StructType)
.add("a", "int")
.add("b", "long")
.add("c", "string")

// 通过StructType的构造方式创建
val innerStruct =
  StructType(
    StructField("f1", IntegerType, true) ::
    StructField("f2", LongType, false) ::
    StructField("f3", BooleanType, false) :: Nil)

val struct = StructType(
   StructField("a", innerStruct, true) :: Nil)