数据分析spark入门(spark数据分析教程)

虚拟屋 2022-12-28 09:21 编辑:admin 276阅读

1. spark数据分析教程

Spark为结构化数据处理引入了一个称为Spark SQL的编程模块。简而言之,sparkSQL是Spark的前身,是在Hadoop发展过程中,为了给熟悉RDBMS但又不理解MapReduce的技术人员提供快速上手的工具。

sparkSQL提供了一个称为DataFrame(数据框)的编程抽象,DF的底层仍然是RDD,并且可以充当分布式SQL查询引擎。

SparkSql有哪些特点呢?

1)引入了新的RDD类型SchemaRDD,可以像传统数据库定义表一样来定义SchemaRDD。

2)在应用程序中可以混合使用不同来源的数据,如可以将来自HiveQL的数据和来自SQL的数据进行Join操作。

3)内嵌了查询优化框架,在把SQL解析成逻辑执行计划之后,最后变成RDD的计算。

2. 基于spark的大数据分析是什么

1、大数据基础理论,所占比例为8%;

2、Hadoop理论,所占比例为12%;

3、数据库理论及工具,所占比例为16%;

4、数据挖掘理论基础,所占比例为10%;

5、Spark工具及实战,所占比例为35%;

6、数据可视化方法,所占比例为4%;

7、大数据分析实战,所占比例为15%。

3. spark大数据分析入门

第一阶段:熟练的掌握Scala语言

1,Spark框架是采用Scala语言编写的,精致而优雅。要想成为Spark高手,你就必须阅读Spark的源代码,就必须掌握Scala,;

2,虽然说现在的Spark可以采用多语言Java、Python等进行应用程序开发,但是最快速的和支持最好的开发API依然并将永远是Scala方式的API,所以你必须掌握Scala来编写复杂的和高性能的Spark分布式程序;

3,尤其要熟练掌握Scala的trait、apply、函数式编程、泛型、逆变与协变等;

第二阶段:精通Spark平台本身提供给开发者API

1,掌握Spark中面向RDD的开发模式,掌握各种transformation和action函数的使用;

2,掌握Spark中的宽依赖和窄依赖以及lineage机制;

3,掌握RDD的计算流程,例如Stage的划分、Spark应用程序提交给集群的基本过程和Worker节点基础的工作原理等

第三阶段:深入Spark内核

此阶段主要是通过Spark框架的源码研读来深入Spark内核部分:

1,通过源码掌握Spark的任务提交过程;

2,通过源码掌握Spark集群的任务调度;

3,尤其要精通DAGScheduler、TaskScheduler和Worker节点内部的工作的每一步的细节;

第四阶级:掌握基于Spark上的核心框架的使用

Spark

作为云计算大数据时代的集大成者,在实时流处理、图技术、机器学习、NoSQL查询等方面具有显著的优势,我们使用Spark的时候大部分时间都是在使用其上的框架例如Shark、Spark Streaming等:

1, Spark Streaming是非常出色的实时流处理框架,要掌握其DStream、transformation和checkpoint等;

2, Spark的离线统计分析功能,Spark 1.0.0版本在Shark的基础上推出了Spark SQL,离线统计分析的功能的效率有显著的提升,需要重点掌握;

3,对于Spark的机器学习和GraphX等要掌握其原理和用法;

第五阶级:做商业级别的Spark项目

通过一个完整的具有代表性的Spark项目来贯穿Spark的方方面面,包括项目的架构设计、用到的技术的剖析、开发实现、运维等,完整掌握其中的每一个阶段和细节,这样就可以让您以后可以从容面对绝大多数Spark项目。

第六阶级:提供Spark解决方案

1,彻底掌握Spark框架源码的每一个细节;

2,根据不同的业务场景的需要提供Spark在不同场景的下的解决方案;

3,根据实际需要,在Spark框架基础上进行二次开发,打造自己的Spark框架。

4. Spark大数据分析技术与实战

学的主要内容有:

①JavaSE核心技术;

②Hadoop平台核心技术、Hive开发、HBase开发;

③Spark相关技术、Scala基本编程;

④掌握Python基本使用、核心库的使用、Python爬虫、简单数据分析;理解Python机器学习;

⑤大数据项目开发实战,大数据系统管理优化;

⑥云平台开发技术;

整体来说,大数据课程知识点多,课程难度较大。虽然是0基础入门,但企业对大数据人才招聘要求高,至少需要本科学历,建议本科及以上学历同学报名。

5. spark 分析

从速度的角度看,Spark从流行的MapReduce模型继承而来,可以更有效地支持多种类型的计算,如交互式查询和流处理。速度在大数据集的处理中非常重要,它可以决定用户可以交互式地处理数据,还是等几分钟甚至几小时。Spark为速度提供的一个重要特性是其可以在内存中运行计算,即使对基于磁盘的复杂应用,Spark依然比MapReduce更有效。

从通用性来说,Spark可以处理之前需要多个独立的分布式系统来处理的任务,这些任务包括批处理应用、交互式算法、交互式查询和数据流。通过用同一个引擎支持这些任务,Spark使得合并不同的处理类型变得简单,而合并操作在生产数据分析中频繁使用。而且,Spark降低了维护不同工具的管理负担。

Spark被设计的高度易访问,用Python、Java、Scala和SQL提供简单的API,而且提供丰富的内建库。Spark也与其他大数据工具进行了集成。特别地,Spark可以运行在Hadoop的集群上,可以访问任何Hadoop的数据源,包括Cassandra。

Spark 核心组件

Spark核心组件包含Spark的基本功能,有任务调度组件、内存管理组件、容错恢复组件、与存储系统交互的组件等。Spark核心组件提供了定义弹性分布式数据集(resilient distributed datasets,RDDs)的API,这组API是Spark主要的编程抽象。RDDs表示分布在多个不同机器节点上,可以被并行处理的数据集合。Spark核心组件提供许多API来创建和操作这些集合。

Spark SQLSpark SQL是Spark用来处理结构化数据的包。它使得可以像Hive查询语言(Hive Query Language, HQL)一样通过SQL语句来查询数据,支持多种数据源,包括Hive表、Parquet和JSON。除了为Spark提供一个SQL接口外,Spark SQL允许开发人员将SQL查询和由RDDs通过Python、Java和Scala支持的数据编程操作混合进一个单一的应用中,进而将SQL与复杂的分析结合。与计算密集型环境紧密集成使得Spark SQL不同于任何其他开源的数据仓库工具。Spark SQL在Spark 1.0版本中引入Spark。

Shark是一个较老的由加利福尼亚大学和伯克利大学开发的Spark上的SQL项目,通过修改Hive而运行在Spark上。现在已经被Spark SQL取代,以提供与Spark引擎和API更好的集成。

Spark流(Spark Streaming)Spark流作为Spark的一个组件,可以处理实时流数据。流数据的例子有生产环境的Web服务器生成的日志文件,用户向一个Web服务请求包含状态更新的消息。Spark流提供一个和Spark核心RDD API非常匹配的操作数据流的API,使得编程人员可以更容易地了解项目,并且可以在操作内存数据、磁盘数据、实时数据的应用之间快速切换。Spark流被设计为和Spark核心组件提供相同级别的容错性,吞吐量和可伸缩性。

MLlibSpark包含一个叫做MLlib的关于机器学习的库。MLlib提供多种类型的机器学习算法,包括分类、回归、聚类和协同过滤,并支持模型评估和数据导入功能。MLlib也提供一个低层的机器学习原语,包括一个通用的梯度下降优化算法。所有这些方法都可以应用到一个集群上。

GraphXGraphX是一个操作图(如社交网络的好友图)和执行基于图的并行计算的库。与Spark流和Spark SQL类似,GraphX扩展了Spark RDD API,允许我们用和每个节点和边绑定的任意属性来创建一个有向图。GraphX也提供了各种各样的操作图的操作符,以及关于通用图算法的一个库。

集群管理器Cluster Managers在底层,Spark可以有效地从一个计算节点扩展到成百上千个节点。为了在最大化灵活性的同时达到这个目标,Spark可以运行在多个集群管理器上,包括Hadoop YARN,Apache Mesos和一个包含在Spark中的叫做独立调度器的简易的集群管理器。如果你在一个空的机器群上安装Spark,独立调度器提供一个简单的方式;如果你已经有一个Hadoop YARN或Mesos集群,Spark支持你的应用允许在这些集群管理器上。第七章给出了不同的选择,以及如何选择正确的集群管理器。

谁使用Spark?用Spark做什么?

由于Spark是一个面向集群计算的通用框架,可用于许多不同的应用。使用者主要有两种:数据科学家和数据工程师。我们仔细地分析一下这两种人和他们使用Spark的方式。明显地,典型的使用案例是不同的,但我们可以将他们粗略地分为两类,数据科学和数据应用。

数据科学的任务数据科学,近几年出现的一门学科,专注于分析数据。尽管没有一个标准的定义,我们认为一个数据科学家的主要工作是分析和建模数据。数据科学家可能会SQL,统计学,预测模型(机器学习),用Python、MATLAB或R编程。数据科学家能将数据格式化,用于进一步的分析。

数据科学家为了回答一个问题或进行深入研究,会使用相关的技术分析数据。通常,他们的工作包含特殊的分析,所以他们使用交互式shell,以使得他们能在最短的时间内看到查询结果和代码片段。Spark的速度和简单的API接口很好地符合这个目标,它的内建库意味着很多算法可以随时使用。

Spark通过若干组件支持不同的数据科学任务。Spark shell使得用Python或Scala进行交互式数据分析变得简单。Spark SQL也有一个独立的SQL shell,已经为大家精心准备了大数据的系统学习资料,从Linux-Hadoop-spark-......,需要的小伙伴可以点击它可以用SQL进行数据分析,也可以在Spark程序中或Spark shell中使用Spark SQL。MLlib库支持机器学习和数据分析。而且,支持调用外部的MATLAB或R语言编写的程序。Spark使得数据科学家可以用R或Pandas等工具处理包含大量数据的问题。

6. spark总结与分析

一直想整理一下这块内容,既然是漫谈,就想起什么说什么吧。我一直是在互联网行业,就以互联网行业来说。先大概列一下互联网行业数据仓库、数据平台的用途:

整合公司所有业务数据,建立统一的数据中心;

提供各种报表,有给高层的,有给各个业务的;

为网站运营提供运营上的数据支持,就是通过数据,让运营及时了解网站和产品的运营效果;

为各个业务提供线上或线下的数据支持,成为公司统一的数据交换与提供平台;

分析用户行为数据,通过数据挖掘来降低投入成本,提高投入效果;比如广告定向精准投放、用户个性化推荐等;

开发数据产品,直接或间接为公司盈利;

建设开放数据平台,开放公司数据;

。。。。。。

上面列出的内容看上去和传统行业数据仓库用途差不多,并且都要求数据仓库/数据平台有很好的稳定性、可靠性;但在互联网行业,除了数据量大之外,越来越多的业务要求时效性,甚至很多是要求实时的 ,另外,互联网行业的业务变化非常快,不可能像传统行业一样,可以使用自顶向下的方法建立数据仓库,一劳永逸,它要求新的业务很快能融入数据仓库中来,老的下线的业务,能很方便的从现有的数据仓库中下线;

其实,互联网行业的数据仓库就是所谓的敏捷数据仓库,不但要求能快速的响应数据,也要求能快速的响应业务;

建设敏捷数据仓库,除了对架构技术上的要求之外,还有一个很重要的方面,就是数据建模,如果一上来就想着建立一套能兼容所有数据和业务的数据模型,那就又回到传统数据仓库的建设上了,很难满足对业务变化的快速响应。应对这种情况,一般是先将核心的持久化的业务进行深度建模(比如:基于网站日志建立的网站统计分析模型和用户浏览轨迹模型;基于公司核心用户数据建立的用户模型),其它的业务一般都采用维度+宽表的方式来建立数据模型。这块是后话。

整体架构下面的图是我们目前使用的数据平台架构图,其实大多公司应该都差不多:

逻辑上,一般都有数据采集层、数据存储与分析层、数据共享层、数据应用层。可能叫法有所不同,本质上的角色都大同小异。

我们从下往上看:

数据采集数据采集层的任务就是把数据从各种数据源中采集和存储到数据存储上,期间有可能会做一些简单的清洗。

数据源的种类比较多:

网站日志:

作为互联网行业,网站日志占的份额最大,网站日志存储在多台网站日志服务器上,

一般是在每台网站日志服务器上部署flume agent,实时的收集网站日志并存储到HDFS上;

业务数据库:

业务数据库的种类也是多种多样,有Mysql、Oracle、SqlServer等,这时候,我们迫切的需要一种能从各种数据库中将数据同步到HDFS上的工具,Sqoop是一种,但是Sqoop太过繁重,而且不管数据量大小,都需要启动MapReduce来执行,而且需要Hadoop集群的每台机器都能访问业务数据库;应对此场景,淘宝开源的DataX,是一个很好的解决方案(可参考文章 《异构数据源海量数据交换工具-Taobao DataX 下载和使用》),有资源的话,可以基于DataX之上做二次开发,就能非常好的解决,我们目前使用的DataHub也是。

当然,Flume通过配置与开发,也可以实时的从数据库中同步数据到HDFS

来自于Ftp/Http的数据源:

有可能一些合作伙伴提供的数据,需要通过Ftp/Http等定时获取,DataX也可以满足该需求;

其他数据源:

比如一些手工录入的数据,只需要提供一个接口或小程序,即可完成

数据存储与分析毋庸置疑,HDFS是大数据环境下数据仓库/数据平台最完美的数据存储解决方案。

离线数据分析与计算,也就是对实时性要求不高的部分,在我看来,Hive还是首当其冲的选择,丰富的数据类型、内置函数;压缩比非常高的ORC文件存储格式;非常方便的SQL支持,使得Hive在基于结构化数据上的统计分析远远比MapReduce要高效的多,一句SQL可以完成的需求,开发MR可能需要上百行代码;

当然,使用Hadoop框架自然而然也提供了MapReduce接口,如果真的很乐意开发Java,或者对SQL不熟,那么也可以使用MapReduce来做分析与计算;Spark是这两年非常火的,经过实践,它的性能的确比MapReduce要好很多,而且和Hive、Yarn结合的越来越好,因此,必须支持使用Spark和SparkSQL来做分析和计算。因为已经有Hadoop Yarn,使用Spark其实是非常容易的,不用单独部署Spark集群,关于Spark On Yarn的相关文章,可参考:《Spark On Yarn系列文章》

实时计算部分,后面单独说。

数据共享这里的数据共享,其实指的是前面数据分析与计算后的结果存放的地方,其实就是关系型数据库和NOSQL数据库;

前面使用Hive、MR、Spark、SparkSQL分析和计算的结果,还是在HDFS上,但大多业务和应用不可能直接从HDFS上获取数据,那么就需要一个数据共享的地方,使得各业务和产品能方便的获取数据; 和数据采集层到HDFS刚好相反,这里需要一个从HDFS将数据同步至其他目标数据源的工具,同样,DataX也可以满足。

另外,一些实时计算的结果数据可能由实时计算模块直接写入数据共享。

数据应用

业务产品

业务产品所使用的数据,已经存在于数据共享层,他们直接从数据共享层访问即可;

报表

同业务产品,报表所使用的数据,一般也是已经统计汇总好的,存放于数据共享层;

即席查询

即席查询的用户有很多,有可能是数据开发人员、网站和产品运营人员、数据分析人员、甚至是部门老大,他们都有即席查询数据的需求;

这种即席查询通常是现有的报表和数据共享层的数据并不能满足他们的需求,需要从数据存储层直接查询。

即席查询一般是通过SQL完成,最大的难度在于响应速度上,使用Hive有点慢,目前我的解决方案是SparkSQL,它的响应速度较Hive快很多,而且能很好的与Hive兼容。

当然,你也可以使用Impala,如果不在乎平台中再多一个框架的话。

OLAP

目前,很多的OLAP工具不能很好的支持从HDFS上直接获取数据,都是通过将需要的数据同步到关系型数据库中做OLAP,但如果数据量巨大的话,关系型数据库显然不行;

这时候,需要做相应的开发,从HDFS或者HBase中获取数据,完成OLAP的功能;

比如:根据用户在界面上选择的不定的维度和指标,通过开发接口,从HBase中获取数据来展示。

其它数据接口

这种接口有通用的,有定制的。比如:一个从Redis中获取用户属性的接口是通用的,所有的业务都可以调用这个接口来获取用户属性。

实时计算现在业务对数据仓库实时性的需求越来越多,比如:实时的了解网站的整体流量;实时的获取一个广告的曝光和点击;在海量数据下,依靠传统数据库和传统实现方法基本完成不了,需要的是一种分布式的、高吞吐量的、延时低的、高可靠的实时计算框架;Storm在这块是比较成熟了,但我选择Spark Streaming,原因很简单,不想多引入一个框架到平台中,另外,Spark Streaming比Storm延时性高那么一点点,那对于我们的需要可以忽略。

我们目前使用Spark Streaming实现了实时的网站流量统计、实时的广告效果统计两块功能。

做法也很简单,由Flume在前端日志服务器上收集网站日志和广告日志,实时的发送给Spark Streaming,由Spark Streaming完成统计,将数据存储至Redis,业务通过访问Redis实时获取。

任务调度与监控在数据仓库/数据平台中,有各种各样非常多的程序和任务,比如:数据采集任务、数据同步任务、数据分析任务等;

这些任务除了定时调度,还存在非常复杂的任务依赖关系,比如:数据分析任务必须等相应的数据采集任务完成后才能开始;数据同步任务需要等数据分析任务完成后才能开始; 这就需要一个非常完善的任务调度与监控系统,它作为数据仓库/数据平台的中枢,负责调度和监控所有任务的分配与运行。

前面有写过文章,《大数据平台中的任务调度与监控》,这里不再累赘。

总结在我看来架构并不是技术越多越新越好,而是在可以满足需求的情况下,越简单越稳定越好。目前在我们的数据平台中,开发更多的是关注业务,而不是技术,他们把业务和需求搞清楚了,基本上只需要做简单的SQL开发,然后配置到调度系统就可以了,如果任务异常,会收到告警。这样,可以使更多的资源专注于业务之上。

7. spark 数据处理

1 加内存, 简单粗暴2 将rdd的数据写入磁盘不要保存在内存之中3 如果是collect操作导致的内存溢出, 可以增大 Driver的 memory 参数