大数据开发（Spark面试真题-卷六）

1、Spark HashPartitioner和RangePartitioner的实现？

Spark中的HashPartitioner和RangePartitioner是两种不同的分区策略，用于将数据按照特定的方式进行分区，以便在并行计算中进行处理。

1. HashPartitioner（哈希分区器）：

• HashPartitioner是Spark默认的分区策略，也是最常用的分区策略之一。
• 它使用数据的哈希值来确定数据所属的分区，将具有相同哈希值的数据放入同一个分区中。
• HashPartitioner的实现非常简单，它使用数据的hashCode方法计算哈希值，并通过取模运算将哈希值映射到分区的范围内。
• HashPartitioner的分区数等于RDD的分区数目，可以通过’rdd.getNumPartitions()'方法获取。

2. RangePartitioner（范围分区器）：

• RangePartitioner是一种基于数据范围的分区策略，适用于有序数据集。
• 它将数据根据键的范围值进行划分，并将具有相似键范围的数据放入同一个分区中。
• RangePartitioner的实现需要对数据进行排序，然后根据排序后的数据来确定分区边界。
• RangePartitioner的分区数可以手动指定，也可以使用默认值，默认值为当前Spark上下文中的分区数。
  总结：
  HashPartitioner适用于无序数据集，直接根据哈希值进行分区，分区数等于RDD的分区数。
  RangePartitioner适用于有序数据集，根据键的范围值进行分区，分区数可以手动指定或使用默认值。

2、Spark DAGScheduler、TaskScheduler、SchedulerBackend实现原理？

Spark的DAGScheduler、TaskScheduler和SchedulerBackend是用于任务调度和执行的关键组件。

1. DAGScheduler（有向无环图调度器）：它负责将Spark作业转换为有向无环图，然后根据数据依赖关系对任务进行调度。DAGScheduler根据Stage划分任务，并将它们放入任务队列中等待执行。它还负责任务之间的依赖关系管理和跟踪任务执行的进度。
2. TaskScheduler（任务调度器）：TaskScheduler负责将任务分配给集群中的执行器（Executor）。它将任务队列中的任务按照调度策略分发给可用的Executor，确保任务在集群中均匀地分布。TaskScheduler还负责任务地重试和失败处理，并监控任务的执行状态。
3. SchedulerBackend（调度器后端）：SchedulerBackend是任务调度器的底层实现，与特定的集群管理器（如Standalon、YARN或Mesos）交互，以管理资源和执行任务。它负责与集群管理器通信，申请和释放资源，并将任务分配给执行器。
   这些组件的实现原理如下：

• DAGScheduler：它通过分析Spark作业的RDD依赖关系生成一个有向无环图，并将作业划分为多个Stage。然后，DAGScheduler根据Stage的依赖关系和数据本地性进行任务调度。它佳能任务添加到任务队列中，并在有空闲Executor时将任务发送给它们。
• TaskScheduler：它根据调度策略（如FIFO、FAIR等）从任务队列中选择任务，并将其分发给可用的Executor。TaskScheduler会监控任务的执行状态，如果任务失败，它会尝试重新执行或标记任务为失败。它还会定期检查Executor的健康状态，并根据需要添加或删除Executor。
• SchedulerBackend：它负责与特定的集群管理器交互，并负责资源的管理和任务的分配。SchedulerBackend会向集群管理器申请资源，并在资源可用时将其分配给Spark应用程序。它还会监控和管理Executor的状态，并在需要时重新申请资源。

3、介绍下Sparkclient提交application后，接下来的流程？

1. Spark客户端将应用程序提交给集群的Spark主节点（Master）。
2. Spark主节点接收到应用程序后，会将应用程序的信息存储在调度器中，并将应用程序的任务分配给可用的工作节点（Worker）。
3. 工作节点根据分配的任务，在本地启动Spark执行器（Executor）进程。
4. 每个Executor进程会启动一个或多个执行线程，用于执行应用程序的任务。
5. Executor进程会从Spark主节点获取应用程序的代码和依赖，并将其加载到内存中。
6. 一旦Executor进程准备好，它会向Spark主节点报告自己的可用性。
7. Spark主节点将应用程序的任务分配给可用的Executor进程。
8. Executor进程会根据任务的数量和复杂度，将数据加载到内存中进行处理。
9. Executor进程将处理结果返回给Spark主节点。
10. Spark主节点将汇总所有Executor进程返回的结果，并将最终结果返回给Spark客户端。

4、Spark的cache和persist的区别？它们是transformation算子还是action算子？

Spark的cache和persist都是用于将数据集缓存到内存中以提高性能的方法。它们的区别在于持久化级别和触发时间。
cache方法将数据集缓存在内存中，默认情况下，持久化级别为MEMORY_ONLY，即数据存储在内存中。如果内存不足，部分数据可能会被保存在磁盘上。
persist方法与cache方法相似，但它允许用于指定不同的持久化级别，如MEMORY_ONLY、MEMORY_AND_DISK等。

5、Spark为什么比Hadoop速度快？

1. 内存计算：Spark将数据存储在内存中进行计算和处理，而Hadoop则将数据存储在磁盘上。内存计算使得Spark可以更快地访问和处理数据，从而提高了处理速度。
2. DAG执行引擎：Spark使用DAG（有向无环图）执行引擎，通过将任务划分为多个阶段并进行优化，可以有效地减少任务之间的数据传输和磁盘读写操作，从而提高了计算效率。
3. 运行模式：Spark支持多种运行模式，包括本地模式、独立模式、YARN模式等。这些不同的运行模式可以根据不同的常见和需求进行选择，从而提高了Spark的适应性和灵活性。
4. 缓存机制：Spark具有强大的缓存机制，可以将中间结果存储在内存中，避免了重复计算和磁盘读写操作，从而加快了数据处理速度。
5. 数据流水线：Spark可以将多个数据处理操作连接成一个数据流水线，减少了中间数据的存储和传输，提高了处理效率。

6、Spark Streaming的双流join的过程，怎么做的？

1. 创建两个输入DStream：分别表示两个流的数据源。
2. 对两个DStream进行窗口操作：可以使用窗口函数来定义窗口的大小和滑动间隔。
3. 对两个DSteam进行键值对转换：将流的数据转换为键值对，以便进行连接操作。
4. 使用transform操作对其中一个DStream进行处理：通过transform操作，可以将其中一个DStream的RDD转换为另一个DStream的RDD。
5. 在转换操作中进行join操作：使用join函数对两个DStream的RDD进行连接操作，根据键值对进行匹配。
6. 处理连接结果：根据连接操作的结果，可以对连接后的数据进行进一步的处理，例如过滤、聚合或输出等。
   需要注意的是，双流join操作需要保证两个流的窗口大小和滑动间隔相同，以确保数据能够正确地进行连接。