PySpark dataframe入门笔记

https://www.analyticsvidhya.com/blog/2016/10/spark-dataframe-and-operations/

背景

大数据量的取数、特征处理、数据清洗要占用大量的时间，之前的工作流程是：sql查数、传到服务器、再进行处理、最后存到hive里，用docker或者是GPU集群消费训练模型。

数据传输花费了大量时间，并且多个脚本跑起来也有些麻烦。
显然直接用spark集群做数据提取、预处理是更好的选择。

学习Scala的语法有一些成本，Spark提供Python API，所以用PySpark快速上手是一个好选择。

基础知识

RDD，Spark工作原理，PySpark API

快速开始

1. 构建session

from pyspark.sql import SparkSession
spark = SparkSession \
    .builder \
    .enableHiveSupport()\ 
    .getOrCreate()

2. 查询SQL，返回值data的类型为一个dataframe

begindate = '20190501'
enddate = '20190514'
sql1 = '''
      select a.id,
       dist(lat, lng, user_start_lng, user_start_lat) as dit,
      timestamp
  from (
        select id,
              dt, 
              user_start_lng, user_start_lat
          from test.test_detail
         where dt BETWEEN {0} and {1}
      ) a
  join (
        select id,
              dt,
              lng,
              lat,
              timestamp
          from test.test_trail
         where dt BETWEEN {0} and {1} and status in ('a', 'b')
      ) b
    on a.dt = b.dt
  and a.id = b.id
        '''.format(begindate, enddate)
data = spark.sql(sql1)

2.1 注册自定义函数UDF
在查询的时候可以自定义一些简单的函数，并注册。比如上面SQL中的dist()。

import math
def dist(x, y, a, b):
    return math.sqrt((x - a) ** 2 + (y - b) ** 2)
spark.udf.register("dist", dist)

获得dataframe之后，我们就可以对它进行更灵活的处理

DataFrame简介

大部分内容翻译自：https://www.analyticsvidhya.com/blog/2016/10/spark-dataframe-and-operations/

dataframe是代名称的列的集合（类似excel中的数据，每列有名称、类型）。同时它还有RDD的特性。

1. 不变性：一旦创建就不能改变
2. 惰性求值：只有在action时才会计算
3. 分布式

dataframe的优点

• 对数据量比较大结构化、半结构化的数据比较友好
• 有数据的schema，方便Spark做优化
• 可以处理PB级别的数据
• 支持的数据源丰富

DataFrame操作

一些操作和pandas DataFrame很像
看数据结构

train.printSchema()
Output:
root
 |-- User_ID: integer (nullable = true)
 |-- Product_ID: string (nullable = true)
 |-- Gender: string (nullable = true)
 |-- Age: string (nullable = true)
 |-- Occupation: integer (nullable = true)
 |-- City_Category: string (nullable = true)
 |-- Stay_In_Current_City_Years: string (nullable = true)
 |-- Marital_Status: integer (nullable = true)
 |-- Product_Category_1: integer (nullable = true)
 |-- Product_Category_2: integer (nullable = true)
 |-- Product_Category_3: integer (nullable = true)
 |-- Purchase: integer (nullable = true)

看前几行

train.show(2,truncate= True)
Output:
+-------+----------+------+----+----------+-------------+--------------------------+--------------+------------------+------------------+------------------+--------+
|User_ID|Product_ID|Gender| Age|Occupation|City_Category|Stay_In_Current_City_Years|Marital_Status|Product_Category_1|Product_Category_2|Product_Category_3|Purchase|
+-------+----------+------+----+----------+-------------+--------------------------+--------------+------------------+------------------+------------------+--------+
|1000001| P00069042|     F|0-17|        10|            A|                         2|             0|                 3|              null|              null|    8370|
|1000001| P00248942|     F|0-17|        10|            A|                         2|             0|                 1|                 6|                14|   15200|
+-------+----------+------+----+----------+-------------+--------------------------+--------------+------------------+------------------+------------------+--------+
only showing top 2 rows

数总行数

train.count(),test.count()
Output:
(550068, 233599)

选择特定列

train.select('User_ID','Age').show(5)
Output:
+-------+----+
|User_ID| Age|
+-------+----+
|1000001|0-17|
|1000001|0-17|
|1000001|0-17|
|1000001|0-17|
|1000002| 55+|
+-------+----+

添加列：withColumn()
withColumn需要2个参数

• 需要添加的列名
• 创建列的表达式

train.withColumn('Purchase_new', train.Purchase /2.0).select('Purchase','Purchase_new').show(5)
Output:
+--------+------------+
|Purchase|Purchase_new|
+--------+------------+
|    8370|      4185.0|
|   15200|      7600.0|
|    1422|       711.0|
|    1057|       528.5|
|    7969|      3984.5|
+--------+------------+
only showing top 5 rows