重庆分公司
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四、spark--sparkSQL原理和使用
[TOC]
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一、spark SQL概述
1.1 什么是spark SQL
Spark SQL是Spark用来处理结构化数据的一个模块，它提供了一个编程抽象叫做DataFrame并且作为分布式SQL查询引擎的作用。类似于hive的作用。
1.2 spark SQL的特点
1、容易集成：安装Spark的时候，已经集成好了。不需要单独安装。
2、统一的数据访问方式：JDBC、JSON、Hive、parquet文件（一种列式存储文件，是SparkSQL默认的数据源，hive中也支持）
3、完全兼容Hive。可以将Hive中的数据，直接读取到Spark SQL中处理。
一般在生产中，基本都是使用hive做数据仓库存储数据，然后用spark从hive读取数据进行处理。
4、支持标准的数据连接：JDBC、ODBC
5、计算效率比基于mr的hive高，而且hive2.x版本中，hive建议使用spark作为执行引擎
二、spark SQL基本原理
2.1 DataFrame和DataSet基本概念
2.1.1 DataFrame
DataFrame是组织成命名列的数据集。它在概念上等同于关系数据库中的表，里面有表的结构以及数据，但在底层具有更丰富的优化。DataFrames可以从各种来源构建，
例如：
结构化数据文件
hive中的表
外部数据库或现有RDDs
DataFrame API支持的语言有Scala，Java，Python和R。
比起RDD，DataFrame多了数据的结构信息，即schema。RDD是分布式的 Java对象的集合。DataFrame是分布式的Row对象的集合。DataFrame除了提供了比RDD更丰富的算子以外，更重要的特点是提升执行效率、减少数据读取以及执行计划的优化。
2.1.2 DataSet
Dataset是一个分布式的数据收集器。这是在Spark1.6之后新加的一个接口，兼顾了RDD的优点（强类型，可以使用功能强大的lambda）以及Spark SQL的执行器高效性的优点。所以可以把DataFrames看成是一种特殊的Datasets，即：Dataset(Row)
2.2 创建DataFrame的方式
2.2.1 SparkSession对象
Apache Spark 2.0引入了SparkSession，其为用户提供了一个统一的切入点来使用Spark的各项功能，并且允许用户通过它调用DataFrame和Dataset相关API来编写Spark程序。最重要的是，它减少了用户需要了解的一些概念，使得我们可以很容易地与Spark交互。
在2.0版本之前，与Spark交互之前必须先创建SparkConf和SparkContext。然而在Spark 2.0中，我们可以通过SparkSession来实现同样的功能，而不需要显式地创建SparkConf, SparkContext 以及 SQLContext，因为这些对象已经封装在SparkSession中。
要注意一点，在我用的这个spark版本中，直接使用new SQLContext() 来创建SQLContext对象，会显示该方式已经被弃用了（IDEA中会显示已弃用），建议使用SparkSession来获取SQLContext对象。
2.2.2 通过case class样本类
这种方式在scala中比较常用，因为case class是scala的特色
/**
表 t_stu 的结构为：
id name age
*/
object CreateDF {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//这是最新的获取SQLContext对象的方式
//2、创建SparkSession对象，设置master，appname
val spark = SparkSession.builder().master("local").appName("createDF case class").getOrCreate()
//3、通过spark获取sparkContext对象，读取数据
val lines = spark.sparkContext.textFile("G:\\test\\t_stu.txt").map(_.split(","))
//4、将数据映射到case class中，也就是数据映射到表的对应字段中
val tb = lines.map(t=>emp(t(0).toInt,t(1),t(2).toInt))
//这里必须要加上隐式转换，否则无法调用 toDF 函数
import spark.sqlContext.implicits._
//5、生成df
val df2 = tb.toDF()
//相当于select name from t_stu
df1.select($"name").show()
//关闭spark对象
spark.stop()
}
}
/*1、定义case class，每个属性对应表中的字段名以及类型
一般生产中为了方便，会全部定义为string类型，然后有需要的时候
才根据实际情况将string转为需要的类型
这一步相当于定义表的结构
*/
case class emp(id:Int,name:String,age:Int)总结步骤为：
1、定义case class，用来表结构
2、创建sparkSession对象，用来读取数据
3、将rdd中的数据和case class映射
4、调用 toDF 函数将rdd转为 DataFrame2.2.3 通过StructType类
这种方式java比较常用
package SparkSQLExer
import org.apache
import org.apache.spark
import org.apache.spark.sql.{Row, SparkSession}
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.apache.spark.sql.types.{DataTypes, StructField, StructType}
/**
* 创建dataschema方式2：
* 通过spark session对象创建，表结构通过StructType创建
*/
object CreateDF02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val sparkS = SparkSession.builder().master("local").appName("create schema").getOrCreate()
//1、通过StructType创建表结构schema，里面表的每个字段使用 StructField定义
val tbSchema = StructType(List(
StructField("id",DataTypes.IntegerType),
StructField("name",DataTypes.StringType),
StructField("age",DataTypes.IntegerType)
))
//2、读取数据
var lines = sparkS.sparkContext.textFile("G:\\test\\t_stu.txt").map(_.split(","))
//3、将数据映射为ROW对象
val rdd1 = lines.map(t=>Row(t(0).toInt,t(1),t(2).toInt))
//4、创建表结构和表数据映射，返回的就是df
val df2 = sparkS.createDataFrame(rdd1, tbSchema)
//打印表结构
df2.printSchema()
sparkS.stop()
}
}总结步骤为：
1、通过StructType创建表结构schema，里面表的每个字段使用 StructField定义
2、通过sparkSession.sparkContext读取数据
3、将数据映射格式为Row对象
4、将StructType和数据Row对象映射，返回df2.2.4 使用json等有表格式的文件类型
package SparkSQLExer
import org.apache.spark.sql.SparkSession
/**
* 创建df方式3：通过有格式的文件直接导入数据以及表结构，比如json格式的文件
* 返回的直接就是一个DF
*/
object CreateDF03 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val sparkS = SparkSession.builder().master("local").appName("create df through json").getOrCreate()
//读取json方式1：
val jsonrdd1= sparkS.read.json("path")
//读取json方式2：
val jsonrdd1= sparkS.read.format("json").load("path")
sparkS.stop()
}
}这种方式比较简单，就是直接读取json文件而已
sparkS.read.xxxx读取任意文件时，返回的都是DF对象
2.3 操作DataFrame
2.3.1 DSL语句
DSL语句其实就是将sql语句的一些操作转为类似函数的方式去调用，比如：
df1.select("name").show例子：
为了方便，直接在spark-shell里操作了，
spark-shell --master spark://bigdata121:7077
1、打印表结构
scala> df1.printSchema
root
|-- empno: integer (nullable = true)
|-- ename: string (nullable = true)
|-- job: string (nullable = true)
|-- mgr: integer (nullable = true)
|-- hiredate: string (nullable = true)
|-- sal: integer (nullable = true)
|-- comm: integer (nullable = true)
|-- deptno: integer (nullable = true)
2、显示当前df的表数据或者查询结果的数据
scala> df1.show
+-----+------+---------+----+----------+----+----+------+
|empno| ename| job| mgr| hiredate| sal|comm|deptno|
+-----+------+---------+----+----------+----+----+------+
| 7369| SMITH| CLERK|7902|1980/12/17| 800| 0| 20|
| 7499| ALLEN| SALESMAN|7698| 1981/2/20|1600| 300| 30|
| 7521| WARD| SALESMAN|7698| 1981/2/22|1250| 500| 30|
| 7566| JONES| MANAGER|7839| 1981/4/2|2975| 0| 20|
| 7654|MARTIN| SALESMAN|7698| 1981/9/28|1250|1400| 30|
| 7698| BLAKE| MANAGER|7839| 1981/5/1|2850| 0| 30|
| 7782| CLARK| MANAGER|7839| 1981/6/9|2450| 0| 10|
| 7788| SCOTT| ANALYST|7566| 1987/4/19|3000| 0| 20|
| 7839| KING|PRESIDENT|7839|1981/11/17|5000| 0| 10|
| 7844|TURNER| SALESMAN|7698| 1981/9/8|1500| 0| 30|
| 7876| ADAMS| CLERK|7788| 1987/5/23|1100| 0| 20|
| 7900| JAMES| CLERK|7698| 1981/12/3| 950| 0| 30|
| 7902| FORD| ANALYST|7566| 1981/12/3|3000| 0| 20|
| 7934|MILLER| CLERK|7782| 1982/1/23|1300| 0| 10|
+-----+------+---------+----+----------+----+----+------+
3、执行select, 相当于select xxx form xxx where xxx
scala> df1.select("ename","sal").where("sal>2000").show
+------+----+
| ename| sal|
+------+----+
| SMITH| 800|
| ALLEN|1600|
| WARD|1250|
| JONES|2975|
|MARTIN|1250|
| BLAKE|2850|
| CLARK|2450|
| SCOTT|3000|
| KING|5000|
|TURNER|1500|
| ADAMS|1100|
| JAMES| 950|
| FORD|3000|
|MILLER|1300|
+------+----+
4、对某些列进行操作
对某个指定进行操作时，需要加上$符号，然后后面才能操作
$代表 取出来以后，再做一些操作。
注意：这个 $ 的用法在ideal中无法正常使用，解决方法下面说
scala> df1.select($"ename",$"sal",$"sal"+100).show
+------+----+-----------+
| ename| sal|(sal + 100)|
+------+----+-----------+
| SMITH| 800| 900|
| ALLEN|1600| 1700|
| WARD|1250| 1350|
| JONES|2975| 3075|
|MARTIN|1250| 1350|
| BLAKE|2850| 2950|
| CLARK|2450| 2550|
| SCOTT|3000| 3100|
| KING|5000| 5100|
|TURNER|1500| 1600|
| ADAMS|1100| 1200|
| JAMES| 950| 1050|
| FORD|3000| 3100|
|MILLER|1300| 1400|
+------+----+-----------+
5、过滤行
scala> df1.filter($"sal">2000).show
+-----+-----+---------+----+----------+----+----+------+
|empno|ename| job| mgr| hiredate| sal|comm|deptno|
+-----+-----+---------+----+----------+----+----+------+
| 7566|JONES| MANAGER|7839| 1981/4/2|2975| 0| 20|
| 7698|BLAKE| MANAGER|7839| 1981/5/1|2850| 0| 30|
| 7782|CLARK| MANAGER|7839| 1981/6/9|2450| 0| 10|
| 7788|SCOTT| ANALYST|7566| 1987/4/19|3000| 0| 20|
| 7839| KING|PRESIDENT|7839|1981/11/17|5000| 0| 10|
| 7902| FORD| ANALYST|7566| 1981/12/3|3000| 0| 20|
+-----+-----+---------+----+----------+----+----+------+
6、分组以及计数
scala> df1.groupBy($"deptno").count.show
+------+-----+
|deptno|count|
+------+-----+
| 20| 5|
| 10| 3|
| 30| 6|
+------+-----+上面说到在ide中 select($"name")中无法正常使用，解决方法为：
在该语句之前加上这么一句：
import spark.sqlContext.implicits._
主要还是因为类型的问题，加上隐式转换就好了2.3.2 sql语句
df对象不能直接执行sql。需要生成一个视图，再执行SQL。
需要指定创建的视图名称，后面视图名称就相当于表名。
视图后面还会细说，这里先有个概念
例子：
val spark = SparkSession.builder().master("local").appName("createDF case class").getOrCreate()
。。。。。。。。。。。。。。
//通过df对象创建临时视图。视图名就相当于表名
df1.createOrReplaceTempView("emp")
//通过sparksession对象执行执行
spark.sql("select * from emp").show
spark.sql("select * from emp where sal > 2000").show
spark.sql("select deptno,count(1) from emp group by deptno").show
//可以创建多个视图，不冲突
df1.createOrReplaceTempView("emp12345")
spark.sql("select e.deptno from emp12345 e").show2.3.3 多表查询
scala> case class Dept(deptno:Int,dname:String,loc:String)
defined class Dept
scala> val lines = sc.textFile("/usr/local/tmp_files/dept.csv").map(_.split(","))
lines: org.apache.spark.rdd.RDD[Array[String]] = MapPartitionsRDD[68] at map at :24
scala> val allDept = lines.map(x=>Dept(x(0).toInt,x(1),x(2)))
allDept: org.apache.spark.rdd.RDD[Dept] = MapPartitionsRDD[69] at map at :28
scala> val df2 = allDept.toDF
df2: org.apache.spark.sql.DataFrame = [deptno: int, dname: string ... 1 more field]
scala> df2.create
createGlobalTempView createOrReplaceTempView createTempView
scala> df2.createOrReplaceTempView("dept")
scala> spark.sql("select dname,ename from emp12345,dept where emp12345.deptno=dept.deptno").show
+----------+------+
| dname| ename|
+----------+------+
| RESEARCH| SMITH|
| RESEARCH| JONES|
| RESEARCH| SCOTT|
| RESEARCH| ADAMS|
| RESEARCH| FORD|
|ACCOUNTING| CLARK|
|ACCOUNTING| KING|
|ACCOUNTING|MILLER|
| SALES| ALLEN|
| SALES| WARD|
| SALES|MARTIN|
| SALES| BLAKE|
| SALES|TURNER|
| SALES| JAMES|
+----------+------+ 2.4 创建DataSet
2.4.1 通过case class
和DataFrame类似，只是把 toDF改为调用 toDS 方法
package SparkSQLExer
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
object CreateDS {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val spark = SparkSession.builder().master("local").appName("createDF case class").getOrCreate()
val lines = spark.sparkContext.textFile("G:\\test\\t_stu.txt").map(_.split(","))
val tb = lines.map(t=>emp1(t(0).toInt,t(1),t(2).toInt))
import spark.sqlContext.implicits._
val df1 = tb.toDS()
df1.select($"name")
}
}
case class emp1(id:Int,name:String,age:Int)2.4.2 通过序列Seq类对象
package SparkSQLExer
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
object CreateDS {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val spark = SparkSession.builder().master("local").appName("createDF case class").getOrCreate()
//创建一个序列对象，里面都是emp1对象，映射的数据，然后直接toDS转为DataSet
val ds1 = Seq(emp1(1,"king",20)).toDS()
ds1.printSchema()
}
}
case class emp1(id:Int,name:String,age:Int)2.4.3 使用json格式文件
定义case class
case class Person(name:String,age:BigInt)
使用JSON数据生成DataFrame
val df = spark.read.format("json").load("/usr/local/tmp_files/people.json")
将DataFrame转换成DataSet
df.as[Person].show
df.as[Person] 是一个 DataSet
as[T]中的泛型需要是一个case class类，用于映射表头2.5 操作DataSet
DataSet支持的算子其实就是rdd和DataFrame算子的结合。
使用emp.json 生成DataFrame
val empDF = spark.read.json("/usr/local/tmp_files/emp.json")
scala> empDF.show
+----+------+-----+------+----------+---------+----+----+
|comm|deptno|empno| ename| hiredate| job| mgr| sal|
+----+------+-----+------+----------+---------+----+----+
| | 20| 7369| SMITH|1980/12/17| CLERK|7902| 800|
| 300| 30| 7499| ALLEN| 1981/2/20| SALESMAN|7698|1600|
| 500| 30| 7521| WARD| 1981/2/22| SALESMAN|7698|1250|
| | 20| 7566| JONES| 1981/4/2| MANAGER|7839|2975|
|1400| 30| 7654|MARTIN| 1981/9/28| SALESMAN|7698|1250|
| | 30| 7698| BLAKE| 1981/5/1| MANAGER|7839|2850|
| | 10| 7782| CLARK| 1981/6/9| MANAGER|7839|2450|
| | 20| 7788| SCOTT| 1987/4/19| ANALYST|7566|3000|
| | 10| 7839| KING|1981/11/17|PRESIDENT| |5000|
| 0| 30| 7844|TURNER| 1981/9/8| SALESMAN|7698|1500|
| | 20| 7876| ADAMS| 1987/5/23| CLERK|7788|1100|
| | 30| 7900| JAMES| 1981/12/3| CLERK|7698| 950|
| | 20| 7902| FORD| 1981/12/3| ANALYST|7566|3000|
| | 10| 7934|MILLER| 1982/1/23| CLERK|7782|1300|
+----+------+-----+------+----------+---------+----+----+
scala> empDF.where($"sal" >= 3000).show
+----+------+-----+-----+----------+---------+----+----+
|comm|deptno|empno|ename| hiredate| job| mgr| sal|
+----+------+-----+-----+----------+---------+----+----+
| | 20| 7788|SCOTT| 1987/4/19| ANALYST|7566|3000|
| | 10| 7839| KING|1981/11/17|PRESIDENT| |5000|
| | 20| 7902| FORD| 1981/12/3| ANALYST|7566|3000|
+----+------+-----+-----+----------+---------+----+----+
#### empDF 转换成 DataSet 需要 case class
scala> case class Emp(empno:BigInt,ename:String,job:String,mgr:String,hiredate:String,sal:BigInt,comm:String,deptno:BigInt)
defined class Emp
scala> val empDS = empDF.as[Emp]
empDS: org.apache.spark.sql.Dataset[Emp] = [comm: string, deptno: bigint ... 6 more fields]
scala> empDS.filter(_.sal > 3000).show
+----+------+-----+-----+----------+---------+---+----+
|comm|deptno|empno|ename| hiredate| job|mgr| sal|
+----+------+-----+-----+----------+---------+---+----+
| | 10| 7839| KING|1981/11/17|PRESIDENT| |5000|
+----+------+-----+-----+----------+---------+---+----+
scala> empDS.filter(_.deptno == 10).show
+----+------+-----+------+----------+---------+----+----+
|comm|deptno|empno| ename| hiredate| job| mgr| sal|
+----+------+-----+------+----------+---------+----+----+
| | 10| 7782| CLARK| 1981/6/9| MANAGER|7839|2450|
| | 10| 7839| KING|1981/11/17|PRESIDENT| |5000|
| | 10| 7934|MILLER| 1982/1/23| CLERK|7782|1300|
+----+------+-----+------+----------+---------+----+----+多表查询：
1、创建部门表
scala> val deptRDD = sc.textFile("/usr/local/tmp_files/dept.csv").map(_.split(","))
deptRDD: org.apache.spark.rdd.RDD[Array[String]] = MapPartitionsRDD[154] at map at :24
scala> case class Dept(deptno:Int,dname:String,loc:String)
defined class Dept
scala> val deptDS = deptRDD.map(x=>Dept(x(0).toInt,x(1),x(2))).toDS
deptDS: org.apache.spark.sql.Dataset[Dept] = [deptno: int, dname: string ... 1 more field]
scala> deptDS.show
+------+----------+--------+
|deptno| dname| loc|
+------+----------+--------+
| 10|ACCOUNTING|NEW YORK|
| 20| RESEARCH| DALLAS|
| 30| SALES| CHICAGO|
| 40|OPERATIONS| BOSTON|
+------+----------+--------+
2、员工表
同上 empDS
empDS.join(deptDS,"deptno").where(xxxx) 连接两个表，通过deptno字段
empDS.joinWith(deptDS,deptDS("deptno")===empDS("deptno")) 这个用于连接的字段名称不一样的情况 2.6 视图view
如果想使用标准的sql语句来操作df或者ds对象时，必须先给df或者ds对象创建视图，然后通过SparkSession对象的sql函数来对相应的视图进行操作才可以。那么视图是什么？
视图是一个虚表，不存储数据，可以当做是表的一个访问链接。视图有两种类型：
普通视图：也叫本地视图，只在当前session会话中有效
全局视图：在全部session中都有效，全局视图创建在指定命名空间中：global_temp 类似于一个库
操作说明：
val spark = SparkSession.builder().master("local").appName("createDF case class").getOrCreate()
val empDF = spark.read.json("/usr/local/tmp_files/emp.json")
创建本地视图：
empDF.createOrReplaceTempView(视图名)，视图存在就会重新创建
empDF.createTempView(视图名)，如果视图存在就不会创建
创建全局视图：
empDF.createGlobalTempView(视图名)
对视图执行sql操作,这里视图名就类似于表名
spark.sql("xxxxx")
例子：
empDF.createOrReplaceTempView("emp")
spark.sql("select * from emp").show
注意，只要创建了视图，那么就可以通过sparksession对象在任意一个类中操作视图，也就是表。这个特性很好用，当我们要操作一些表时，可以一开始就读取成df，然后创建成视图，那么就可以在任意一个地方查询表了。2.7 数据源
通过SparkSession对象可以读取不同格式的数据源：
val spark = SparkSession.builder().master("local").appName("createDF case class").getOrCreate()下面都用上面的spark代称SparkSession。
2.7.1 SparkSession读取数据的方式
1、load
spark.read.load(path):读取指定路径的文件，要求文件存储格式为Parquet文件
2、format
spark.read.format("格式").load(path) :指定读取其他格式的文件，如json
例子：
spark.read.format("json").load(path)
3、直接读取其他格式文件
spark.read.格式名(路径)，这是上面2中的一个简写方式，例子：
spark.read.json(路径) json格式文件
spark.read.text(路径) 读取文本文件
注意：这些方式返回的都是 DataFrame 对象2.7.2 SparkSession保存数据的方式
可以将DataFrame 对象写入到指定格式的文件中，假设有个DataFrame 对象为df1.
1、save
df1.write.save(路径)
他会将文件保存到这个目录下，文件名spark随机生成的，所以使用上面的读取方式的时候，直接指定读取目录即可，不用指定文件名。输出的文件格式为 Parquet。可以直接指定hdfs的路径，否则就存储到本地
如：
df1.write.save("/test")
spark.read.load("/test")
2、直接指定格式存储
df1.write.json(路径) 这样就会以json格式保存文件，生成的文件名的情况和上面类似
3、指定保存模式
如果没有指定保存模式，输出路径存在的情况下，就会报错
df1.write.mode("append").json(路径)
mode("append") 就表示文件存在时就追加
mode("overwrite") 表示覆盖旧数据
4、保存为表
df1.write.saveAsTable(表名) 会保存在当前目录的spark-warehouse 目录下
5、format
df1.write.format(格式).save()
使用指定特定格式的方式来输出保存数据，比如保存到MongoDB数据库中2.7.3 Parquet格式
这种一种列式存储格式，具体原理可以看看之前hive的文章。这种格式是默认的存储格式，使用load和save时默认的格式，操作方式很像前面说的，这里不重复。这里要讲的是Parquet的一个特殊的功能，支持schema（表结构）的合并。例子：
scala> val df1 = sc.makeRDD(1 to 5).map(i=>(i,i*2)).toDF("single","double")
df1: org.apache.spark.sql.DataFrame = [single: int, double: int]
scala> df1.show
+------+------+
|single|double|
+------+------+
| 1| 2|
| 2| 4|
| 3| 6|
| 4| 8|
| 5| 10|
+------+------+
scala> sc.makeRDD(1 to 5)
res8: org.apache.spark.rdd.RDD[Int] = ParallelCollectionRDD[26] at makeRDD at :25
scala> sc.makeRDD(1 to 5).collect
res9: Array[Int] = Array(1, 2, 3, 4, 5)
//导出表1
scala> df1.write.parquet("/usr/local/tmp_files/test_table/key=1")
scala> val df2 = sc.makeRDD(6 to 10).map(i=>(i,i*3)).toDF("single","triple")
df2: org.apache.spark.sql.DataFrame = [single: int, triple: int]
scala> df2.show
+------+------+
|single|triple|
+------+------+
| 6| 18|
| 7| 21|
| 8| 24|
| 9| 27|
| 10| 30|
+------+------+
//导出表2
scala> df2.write.parquet("/usr/local/tmp_files/test_table/key=2")
scala> val df3 = spark.read.parquet("/usr/local/tmp_files/test_table")
df3: org.apache.spark.sql.DataFrame = [single: int, double: int ... 1 more field]
//直接读取会丢失字段
scala> df3.show
+------+------+---+
|single|double|key|
+------+------+---+
| 8| null| 2|
| 9| null| 2|
| 10| null| 2|
| 3| 6| 1|
| 4| 8| 1|
| 5| 10| 1|
| 6| null| 2|
| 7| null| 2|
| 1| 2| 1|
| 2| 4| 1|
+------+------+---+
//加上option，指定"mergeSchema"为true，就可以合并
scala> val df3 = spark.read.option("mergeSchema",true).parquet("/usr/local/tmp_files/test_table")
df3: org.apache.spark.sql.DataFrame = [single: int, double: int ... 2 more fields]
scala> df3.show
+------+------+------+---+
|single|double|triple|key|
+------+------+------+---+
| 8| null| 24| 2|
| 9| null| 27| 2|
| 10| null| 30| 2|
| 3| 6| null| 1|
| 4| 8| null| 1|
| 5| 10| null| 1|
| 6| null| 18| 2|
| 7| null| 21| 2|
| 1| 2| null| 1|
| 2| 4| null| 1|
+------+------+------+---+
补充问题：key 是什么？必须用key嘛？
key是不同表的一个区分字段，在合并的时候，会作为合并之后的表的一个字段，并且值等于key=xx 中设置的值
如果目录下，两个表的目录名不一样，是无法合并的，合并字段名可以任意，
如：一个是key ，一个是 test 这两个无法合并，必须统一key或者test 2.7.4 json文件
这种一种带表格式字段的文件，例子：
scala> val peopleDF = spark.read.json("/usr/local/tmp_files/people.json")
peopleDF: org.apache.spark.sql.DataFrame = [age: bigint, name: string]
scala> peopleDF.printSchema()
root
|-- age: long (nullable = true)
|-- name: string (nullable = true)
scala> peopleDF.createOrReplaceTempView("people")
scala> spark.sql("select * from people where age=19")
res25: org.apache.spark.sql.DataFrame = [age: bigint, name: string]
scala> spark.sql("select * from people where age=19").show
+---+------+
|age| name|
+---+------+
| 19|Justin|
+---+------+
scala> spark.sql("select age,count(1) from people group by age").show
+----+--------+
| age|count(1)|
+----+--------+
| 19| 1|
|null| 1|
| 30| 1|
+----+--------+2.7.5 JDBC 连接
df对象支持通过jdbc连接数据库，写入数据到数据库，或者从数据库读取数据。
例子：
1、通过jdbc 从MySQL读取数据：
使用 format(xx).option()的方式指定连接数据库的一些参数，比如用户名密码，使用的连接驱动等
import java.util.Properties
import org.apache.spark.sql.SparkSession
object ConnMysql {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val sparkS = SparkSession.builder().appName("spark sql conn mysql").master("local").getOrCreate()
//连接mysql方式1：
//创建properties配置对象，用于存放连接mysql的参数
val mysqlConn = new Properties()
mysqlConn.setProperty("user","root")
mysqlConn.setProperty("password","wjt86912572")
//使用jdbc连接,指定连接字符串，表名，以及其他连接参数，并返回对应的dataframe
val mysqlDF1 = sparkS.read.jdbc("jdbc:mysql://bigdata121:3306/test?serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf-8","customer",mysqlConn)
mysqlDF1.printSchema()
mysqlDF1.show()
mysqlDF1.createTempView("customer")
sparkS.sql("select * from customer limit 2").show()
//连接mysql方式2，这种方式比较常用：
val mysqlConn2 = sparkS.read.format("jdbc")
.option("url","jdbc:mysql://bigdata121:3306/test?serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf-8")
.option("user","root")
.option("password","wjt86912572")
.option("driver","com.mysql.jdbc.Driver")
.option("dbtable","customer").load()
mysqlConn2.printSchema()
}
}这是两种连接读取数据的方式。
2、jdbc写入数据到mysql
和读取类似，只不过换成了write操作
import java.util.Properties
import org.apache.spark.sql.SparkSession
object WriteToMysql {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val spark = SparkSession.builder().appName("write to mysql").master("local").getOrCreate()
val df1 = spark.read.text("G:\\test\\t_stu.json")
//方式1：
df1.write.format("jdbc")
.option("url","jdbc:mysql://bigdata121:3306/test?serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf-8")
.option("user","root")
.option("password","wjt86912572")
.option("driver","com.mysql.jdbc.Driver")
.option("dbtable","customer").save()
//方式2：
val mysqlConn = new Properties()
mysqlConn.setProperty("user","root")
mysqlConn.setProperty("password","wjt86912572")
df1.write.jdbc("jdbc:mysql://bigdata121:3306/test?serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf-8","customer",mysqlConn)
}
}
必须要保证df的表格式和写入的mysql的表格式一样，字段名也要一样2.7.6 hive
1、通过jdbc连接hive
方式和普通jdbc类似，例如：
import java.util.Properties
import org.apache.spark.sql.SparkSession
/**
* 连接hive的情况有两种：
* 1、如果是直接在ideal中运行spark程序的话，则必须在程序中指定jdbc连接的hiveserver的地址
* 且hiveserver必须以后台服务的形式暴露10000端口出来.这种方式是直接通过jdbc连接hive
*
* 2、如果程序是打包到spark集群中运行的话，一般spark集群的conf目录下，已经有hive client
* 的配置文件，就会直接启动hive client来连接hive。这时不需要启动hiveserver服务。
* 这种方式是通过hive client连接hive
*/
object ConnHive {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val spark = SparkSession.builder().appName("spark sql conn mysql").master("local").getOrCreate()
val properties = new Properties()
properties.setProperty("user","")
properties.setProperty("password","")
val hiveDF = spark.read.jdbc("jdbc:hive2://bigdata121:10000/default","customer",properties)
hiveDF.printSchema()
spark.stop()
}
}这种方式要注意一点：
hiveserver必须以后台服务的形式暴露10000端口出来.这种方式是直接通过jdbc连接hive。
2、通过hive client连接hive
这种方式一般用在生产中，因为任务一般都是通过spark-submit提交到集群中运行，这时候就会直接通过hive client来连接hive，不会通过jdbc来连接了。
要注意：需要在spark的节点上都配置上hive client，然后将hive-site.xml配置文件拷贝到 spark的conf目录下。同时需要将hadoop的core-site.xml hdfs-site.xml也拷贝过去。另外一方面，因为要使用hive client，所以hive server那边，一般都要配置metastore server，具体配置看hive的文章。
这样在spark集群中的程序就可以直接使用
spark.sql("xxxx").show
这样的操作，默认就会从hive中读取对应的表进行操作。不用另外做任何连接hive 的操作或者直接到 spark-shell中，也是可以直接使用 上面的方式操作hive的表
例如：
import org.apache.spark.sql.SparkSession
object ConnHive02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val spark = SparkSession.builder().appName("spark sql conn hive").getOrCreate()
spark.sql("select * from customer").show()
}
}
这样直接操作的就是 hive 的表了2.8 小案例--读取hive数据分析结果写入mysql
import java.util.Properties
import org.apache.spark.sql.SparkSession
object HiveToMysql {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//直接通过spark集群中的hive client连接hive，不需要jdbc以及hive server
val spark = SparkSession.builder().appName("hive to mysql").enableHiveSupport().getOrCreate()
val resultDF = spark.sql("select * from default.customer")
//一般中间写的处理逻辑都是处理从hive读取的数据，处理完成后写入到mysql
val mysqlConn = new Properties()
mysqlConn.setProperty("user","root")
mysqlConn.setProperty("password","wjt86912572")
//通过jdbc写入mysql
resultDF.write.mode("append").jdbc("jdbc:mysql://bigdata121:3306/test?serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf-8", "customer", mysqlConn)
spark.stop()
}
}三、性能优化
3.1 内存中缓存数据
先启动个spark-shell
spark-shell --master spark://bigdata121:7077
要在spark-shell中操作mysql，所以记得自己找个 mysql-connector的jar放到spark的jars目录下例子：
创建df，从mysql读取表
scala> val mysqDF = spark.read.format("jdbc").option("url","jdbc:mysql://bigdata121:3306/test?serverTimezone=UTC&characterEncoding=utf-8").option("user","root").option("password","wjt86912572").option("driver","com.mysql.jdbc.Driver").option("dbtable","customer").load()
mysqDF: org.apache.spark.sql.DataFrame = [id: int, name: string ... 1 more field]
scala> mysqDF.show
+---+------+--------------------+
| id| name| last_mod|
+---+------+--------------------+
| 1| neil|2019-07-20 17:09:...|
| 2| jack|2019-07-20 17:09:...|
| 3|martin|2019-07-20 17:09:...|
| 4| tony|2019-07-20 17:09:...|
| 5| eric|2019-07-20 17:09:...|
| 6| king|2019-07-20 17:42:...|
| 7| tao|2019-07-20 17:45:...|
+---+------+--------------------+
必须注册成一张表，才可以缓存。
scala> mysqDF.registerTempTable("customer")
warning: there was one deprecation warning; re-run with -deprecation for details
标识这张表可以被缓存，但是现在数据并没有直接缓存
scala> spark.sqlContext.cacheTable("customer")
第一次查询表，从mysql读取数据，并缓存到内存中
scala> spark.sql("select * from customer").show
+---+------+--------------------+
| id| name| last_mod|
+---+------+--------------------+
| 1| neil|2019-07-20 17:09:...|
| 2| jack|2019-07-20 17:09:...|
| 3|martin|2019-07-20 17:09:...|
| 4| tony|2019-07-20 17:09:...|
| 5| eric|2019-07-20 17:09:...|
| 6| king|2019-07-20 17:42:...|
| 7| tao|2019-07-20 17:45:...|
+---+------+--------------------+
这一次查询从内存中返回
scala> spark.sql("select * from customer").show
+---+------+--------------------+
| id| name| last_mod|
+---+------+--------------------+
| 1| neil|2019-07-20 17:09:...|
| 2| jack|2019-07-20 17:09:...|
| 3|martin|2019-07-20 17:09:...|
| 4| tony|2019-07-20 17:09:...|
| 5| eric|2019-07-20 17:09:...|
| 6| king|2019-07-20 17:42:...|
| 7| tao|2019-07-20 17:45:...|
+---+------+--------------------+
清空缓存
scala> spark.sqlContext.clearCache3.2 调优相关参数
将数据缓存到内存中的相关优化参数
spark.sql.inMemoryColumnarStorage.compressed
默认为 true
Spark SQL 将会基于统计信息自动地为每一列选择一种压缩编码方式。
spark.sql.inMemoryColumnarStorage.batchSize
默认值：10000
缓存批处理大小。缓存数据时, 较大的批处理大小可以提高内存利用率和压缩率，但同时也会带来 OOM（Out Of Memory）的风险。
其他性能相关的配置选项（不过不推荐手动修改，可能在后续版本自动的自适应修改）
spark.sql.files.maxPartitionBytes
默认值：128 MB
读取文件时单个分区可容纳的最大字节数
spark.sql.files.openCostInBytes
默认值：4M
打开文件的估算成本, 按照同一时间能够扫描的字节数来测量。当往一个分区写入多个文件的时候会使用。高估更好, 这样的话小文件分区将比大文件分区更快 (先被调度)。
spark.sql.autoBroadcastJoinThreshold
默认值：10M
用于配置一个表在执行 join 操作时能够广播给所有 worker 节点的最大字节大小。通过将这个值设置为 -1 可以禁用广播。注意，当前数据统计仅支持已经运行了 ANALYZE TABLE COMPUTE STATISTICS noscan 命令的 Hive Metastore 表。
spark.sql.shuffle.partitions
默认值：200
用于配置 join 或聚合操作混洗（shuffle）数据时使用的分区数。 分享名称：四、spark--sparkSQL原理和使用
链接URL：http://cqcxhl.cn/article/pjohod.html