diff --git a/README.md b/README.md index 1c36e67..026f438 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -83,9 +83,9 @@ 1. [DateFrames 和 DataSets ](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/SparkSQL_Dataset和DataFrame简介.md) 2. [Structured API的基本使用](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Spark_Structured_API的基本使用.md) -3. 外部数据源 +3. [Spark SQL数据源] 4. [Spark SQL常用聚合函数](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/SparkSQL常用聚合函数.md) -5. 联结操作 +5. [Spark SQL JOIN 操作](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/SparkSQL联结操作.md) **Spark Streaming :** diff --git a/code/spark/spark-core/src/main/java/rdd/scala/SparkSqlApp.scala b/code/spark/spark-core/src/main/java/rdd/scala/SparkSqlApp.scala index ac5e6f3..5bdfa93 100644 --- a/code/spark/spark-core/src/main/java/rdd/scala/SparkSqlApp.scala +++ b/code/spark/spark-core/src/main/java/rdd/scala/SparkSqlApp.scala @@ -11,46 +11,17 @@ object SparkSqlApp { val spark = SparkSession.builder().appName("aggregations").master("local[2]").getOrCreate() - val empDF = spark.read.json("/usr/file/json/emp.json") - empDF.createOrReplaceTempView("emp") + val df = spark.read.json("/usr/file/json/emp.json") - val deptDF = spark.read.json("/usr/file/json/dept.json") - deptDF.createOrReplaceTempView("dept") + import spark.implicits._ - deptDF.printSchema() + df.select($"ename").limit(5).show() + df.sort("sal").limit(3).show() - // 1.定义联结表达式 - val joinExpression = empDF.col("deptno") === deptDF.col("deptno") - // 2.联结查询 - empDF.join(deptDF, joinExpression).select("ename", "dname").show() - spark.sql("SELECT ename,dname FROM emp JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() + df.orderBy(desc("sal")).limit(3).show() + df.select("deptno").distinct().show() - empDF.join(deptDF, joinExpression, "outer").show() - spark.sql("SELECT * FROM emp FULL OUTER JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() - - empDF.join(deptDF, joinExpression, "left_outer").show() - spark.sql("SELECT * FROM emp LEFT OUTER JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() - - empDF.join(deptDF, joinExpression, "right_outer").show() - spark.sql("SELECT * FROM emp RIGHT OUTER JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() - - empDF.join(deptDF, joinExpression, "left_semi").show() - spark.sql("SELECT * FROM emp LEFT SEMI JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() - - empDF.join(deptDF, joinExpression, "left_anti").show() - spark.sql("SELECT * FROM emp LEFT ANTI dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() - - /*你绝对应该使用交叉连接,100%确定这是你需要的。 在Spark中定义交叉连接时,有一个原因需要明确。 他们很危险! - 高级用户可以将会话级配置spark.sql.crossJoin.enable设置为true,以便允许交叉连接而不发出警告,或者Spark没有尝试为您执行另一个连接。*/ - empDF.join(deptDF, joinExpression, "cross").show() - spark.sql("SELECT * FROM emp CROSS JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() - - - - - - - spark.sql("SELECT * FROM graduateProgram NATURAL JOIN person").show() + df.orderBy(desc("deptno"), asc("sal")).show(2) } } diff --git a/notes/SparkSQL常用聚合函数.md b/notes/SparkSQL常用聚合函数.md index a309ad0..d9caa61 100644 --- a/notes/SparkSQL常用聚合函数.md +++ b/notes/SparkSQL常用聚合函数.md @@ -20,6 +20,7 @@         3.2 无类型的自定义聚合函数
+ ## 一、简单聚合 ### 1.1 数据准备 @@ -336,6 +337,3 @@ object SparkSqlApp { ## 参考资料 1. Matei Zaharia, Bill Chambers . Spark: The Definitive Guide[M] . 2018-02 - - - diff --git a/notes/SparkSQL联结操作.md b/notes/SparkSQL联结操作.md index 1c1d36c..ed4f174 100644 --- a/notes/SparkSQL联结操作.md +++ b/notes/SparkSQL联结操作.md @@ -1,10 +1,22 @@ -## 一、简介 +# Spark SQL JOIN + +## 一、 数据准备 -## 二、 数据准备 - -分别创建员工和部门datafame,并注册为临时视图,代码如下: +本文主要介绍Spark的多表连接,需要预先准备测试数据。分别创建员工和部门的datafame,并注册为临时视图,代码如下: ```scala val spark = SparkSession.builder().appName("aggregations").master("local[2]").getOrCreate() @@ -16,7 +28,7 @@ val deptDF = spark.read.json("/usr/file/json/dept.json") deptDF.createOrReplaceTempView("dept") ``` -两表字段中所有字段如下: +两表的主要字段如下: ```properties emp员工表 @@ -41,17 +53,133 @@ dept部门表 -## 三、联结操作 +## 二、连接类型 -### 3.1 Inner Joins +Spark中支持多种连接类型: + ++ Inner joins : 内连接; ++ Full Outer joins : 全外连接; ++ Left outer joins : 左外连接; ++ Right outer joins : 右外连接; ++ Left semi joins : 左半连接; ++ Left anti joins : 左反连接; ++ Natural joins : 自然连接; ++ Cross (or Cartesian) joins : 交叉(或笛卡尔)连接。 + +其中内,外连接,笛卡尔积均与普通关系型数据库中的相同,如下图所示: + +
+ +这里解释一下左半连接和左反连接,这两个连接等价于关系型数据库中的IN和NOT IN字句: + +```sql +-- LEFT SEMI JOIN +SELECT * FROM emp LEFT SEMI JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno +-- 等价于如下的IN语句 +SELECT * FROM emp WHERE deptno IN (SELECT deptno FROM dept) + +-- LEFT ANTI JOIN +SELECT * FROM emp LEFT ANTI JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno +-- 等价于如下的IN语句 +SELECT * FROM emp WHERE deptno NOT IN (SELECT deptno FROM dept) +``` + +所有连接类型的示例代码如下: + +### 2.1 INNER JOIN ```scala -// 1.定义联结表达式 +// 1.定义连接表达式 val joinExpression = empDF.col("deptno") === deptDF.col("deptno") -// 2.联结查询 +// 2.连接查询 empDF.join(deptDF,joinExpression).select("ename","dname").show() // 等价SQL如下: spark.sql("SELECT ename,dname FROM emp JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() ``` +### 2.2 FULL OUTER JOIN + +```scala +empDF.join(deptDF, joinExpression, "outer").show() +spark.sql("SELECT * FROM emp FULL OUTER JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +### 2.3 LEFT OUTER JOIN + +```scala +empDF.join(deptDF, joinExpression, "left_outer").show() +spark.sql("SELECT * FROM emp LEFT OUTER JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +### 2.4 RIGHT OUTER JOIN + +```scala +empDF.join(deptDF, joinExpression, "right_outer").show() +spark.sql("SELECT * FROM emp RIGHT OUTER JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +### 2.5 LEFT SEMI JOIN + +```scala +empDF.join(deptDF, joinExpression, "left_semi").show() +spark.sql("SELECT * FROM emp LEFT SEMI JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +### 2.6 LEFT ANTI JOIN + +```scala +empDF.join(deptDF, joinExpression, "left_anti").show() +spark.sql("SELECT * FROM emp LEFT ANTI JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +### 2.7 CROSS JOIN + +```scala +empDF.join(deptDF, joinExpression, "cross").show() +spark.sql("SELECT * FROM emp CROSS JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +### 2.8 NATURAL JOIN + +自然连接是在两张表中寻找那些数据类型和列名都相同的字段,然后自动地将他们连接起来,并返回所有符合条件的结果。 + +```scala +spark.sql("SELECT * FROM emp NATURAL JOIN dept").show() +``` + +以下是一个自然连接的查询结果,程序自动推断出使用两张表都存在的dept列进行连接,其实际等价于: + +```sql +spark.sql("SELECT * FROM emp JOIN dept ON emp.deptno = dept.deptno").show() +``` + +
+ +由于自然连接常常会产生不可预期的结果,所以并不推荐使用。 + + + +## 三、连接的执行 + +在对大表与大表之间进行连接操作时,通常都会触发shuffle join,两表的所有分区节点会进行All-to-All的通讯,这种查询通常比较昂贵,会对网络IO会造成比较大的负担。 + +
+ + + +而对于大表和小表的连接操作,Spark会在一定程度上进行优化,如果小表的数据量小于Work Node上内存空间,Spark会考虑将小表的数据广播到每一个工作节点,在每个工作节点内部执行连接计算,这可以降低网络的IO,但会加大每个工作节点上的CPU负担。 + +
+ +是否采用广播方式进行JOIN取决于程序内部的判断,如果想明确使用广播方式进行JOIN,可以在DataFrame API 中使用`broadcast`方法显示指定需要广播的小表: + +```scala +empDF.join(broadcast(deptDF), joinExpression).show() +``` + + + +## 参考资料 + +1. Matei Zaharia, Bill Chambers . Spark: The Definitive Guide[M] . 2018-02 \ No newline at end of file diff --git a/notes/Spark_Structured_API的基本使用.md b/notes/Spark_Structured_API的基本使用.md index 6525fcf..69ab3d1 100644 --- a/notes/Spark_Structured_API的基本使用.md +++ b/notes/Spark_Structured_API的基本使用.md @@ -1,94 +1,39 @@ # Structured API基本使用 -## 一、创建DataFrames +## 一、创建DataFrame和Dataset + +### 1.1 创建DataFrame Spark中所有功能的入口点是`SparkSession`,可以使用`SparkSession.builder()`创建。创建后应用程序就可以从现有RDD,Hive表或Spark数据源创建DataFrame。如下所示: ```scala val spark = SparkSession.builder().appName("Spark-SQL").master("local[2]").getOrCreate() -val df = spark.read.json("/usr/file/emp.json") +val df = spark.read.json("/usr/file/json/emp.json") df.show() // 建议在进行spark SQL编程前导入下面的隐式转换,因为DataFrames和dataSets中很多操作都依赖了隐式转换 import spark.implicits._ ``` -这里可以启动`spark-shell`进行测试,需要注意的是`spark-shell`启动后会自动创建一个名为`spark`的`SparkSession`,在命令行中可以直接引用即可: +可以使用`spark-shell`进行测试,需要注意的是`spark-shell`启动后会自动创建一个名为`spark`的`SparkSession`,在命令行中可以直接引用即可:
-## 二、DataFrames基本操作 +
-### 2.1 printSchema +### 1.2 创建Dataset -```scala -// 以树形结构打印dataframe的schema信息 -df.printSchema() -``` +Spark支持由内部数据集和外部数据集来创建DataSets,其创建方式分别如下: -
- -### 2.2 使用DataFrame API进行基本查询 - -```scala -// 查询员工姓名及工作 -df.select($"ename", $"job").show() - -// 查询工资大于2000的员工信息 -df.filter($"sal" > 2000).show() - -// 分组统计部门人数 -df.groupBy("deptno").count().show() -``` - -### 2.3 使用SQL进行基本查询 - -```scala -// 首先需要将DataFrame注册为临时视图 -df.createOrReplaceTempView("emp") - -// 查询员工姓名及工作 -spark.sql("SELECT ename,job FROM emp").show() - -// 查询工资大于2000的员工信息 -spark.sql("SELECT * FROM emp where sal > 2000").show() - -// 分组统计部门人数 -spark.sql("SELECT deptno,count(ename) FROM emp group by deptno").show() -``` - -### 2.4 全局临时视图 - -上面使用`createOrReplaceTempView`创建的是会话临时视图,它的生命周期仅限于会话范围,会随会话的结束而结束。 - -你也可以使用`createGlobalTempView`创建全局临时视图,全局临时视图可以在所有会话之间共享,并直到整个Spark应用程序终止才会消失。全局临时视图被定义在内置的`global_temp`数据库下,需要使用限定名称进行引用,如`SELECT * FROM global_temp.view1`。 - -```scala -// 注册为全局临时视图 -df.createGlobalTempView("gemp") - -// 查询员工姓名及工作,使用限定名称进行引用 -spark.sql("SELECT ename,job FROM global_temp.gemp").show() - -// 查询工资大于2000的员工信息,使用限定名称进行引用 -spark.sql("SELECT * FROM global_temp.gemp where sal > 2000").show() - -// 分组统计部门人数,使用限定名称进行引用 -spark.sql("SELECT deptno,count(ename) FROM global_temp.gemp group by deptno").show() -``` - -## 三、创建Datasets - -### 3.1 由外部数据集创建 +#### 1. 由外部数据集创建 ```scala // 1.需要导入隐式转换 @@ -103,7 +48,7 @@ val ds = spark.read.json("/usr/file/emp.json").as[Emp] ds.show() ``` -### 3.2 由内部数据集创建 +#### 2. 由内部数据集创建 ```scala // 1.需要导入隐式转换 @@ -120,29 +65,13 @@ val caseClassDS = Seq(Emp("ALLEN", 300.0, 30, 7499, "1981-02-20 00:00:00", "SALE caseClassDS.show() ``` +
- -## 四、DataFrames与Datasets互相转换 - -Spark提供了非常简单的转换方法用于DataFrames与Datasets互相转换,示例如下: - -```shell -# DataFrames转Datasets -scala> df.as[Emp] -res1: org.apache.spark.sql.Dataset[Emp] = [COMM: double, DEPTNO: bigint ... 6 more fields] - -# Datasets转DataFrames -scala> ds.toDF() -res2: org.apache.spark.sql.DataFrame = [COMM: double, DEPTNO: bigint ... 6 more fields] -``` - - - -## 五、RDDs转换为DataFrames\Datasets +### 1.3 由RDD创建DataFrame Spark支持两种方式把RDD转换为DataFrames,分别是使用反射推断和指定schema转换。 -### 5.1 使用反射推断 +#### 1. 使用反射推断 ```scala // 1.导入隐式转换 @@ -159,7 +88,7 @@ val rddToDS = spark.sparkContext .toDS() // 如果调用toDF()则转换为dataFrame ``` -### 5.2 以编程方式指定Schema +#### 2. 以编程方式指定Schema ```scala import org.apache.spark.sql.Row @@ -184,6 +113,128 @@ val deptDF = spark.createDataFrame(rowRDD, schema) deptDF.show() ``` +### 1.4 DataFrames与Datasets互相转换 + +Spark提供了非常简单的转换方法用于DataFrames与Datasets互相转换,示例如下: + +```shell +# DataFrames转Datasets +scala> df.as[Emp] +res1: org.apache.spark.sql.Dataset[Emp] = [COMM: double, DEPTNO: bigint ... 6 more fields] + +# Datasets转DataFrames +scala> ds.toDF() +res2: org.apache.spark.sql.DataFrame = [COMM: double, DEPTNO: bigint ... 6 more fields] +``` + +
+ +## 二、Columns列操作 + +### 2.1 引用列 + +Spark支持多种方法来构造和引用列,最简单的是使用 `col() `或 `column() `函数。 + +```scala +col("colName") +column("colName") + +// 对于Scala语言而言,还可以使用$"myColumn"和'myColumn这两种语法糖进行引用。 +df.select($"ename", $"job").show() +df.select('ename, 'job).show() +``` + +### 2.2 新增列 + +```scala +// 基于已有列值新增列 +df.withColumn("upSal",$"sal"+1000) +// 基于固定值新增列 +df.withColumn("intCol",lit(1000)) +``` + +### 2.3 删除列 + +```scala +// 支持删除多个列 +df.drop("comm","job").show() +``` + +### 2.4 重命名列 + +```scala +df.withColumnRenamed("comm", "common").show() +``` + +需要说明的是新增,删除,重命名列都会产生新的DataFrame,原来的DataFrame不会被改变。 + + + +## 三、使用Structured API进行基本查询 + +```scala +// 1.查询员工姓名及工作 +df.select($"ename", $"job").show() + +// 2.filter 查询工资大于2000的员工信息 +df.filter($"sal" > 2000).show() + +// 3.orderBy 按照部门编号降序,工资升序进行查询 +df.orderBy(desc("deptno"), asc("sal")).show() + +// 4.limit 查询工资最高的3名员工的信息 +df.orderBy(desc("sal")).limit(3).show() + +// 5.distinct 查询所有部门编号 +df.select("deptno").distinct().show() + +// 6.groupBy 分组统计部门人数 +df.groupBy("deptno").count().show() +``` + + + +## 四、使用Spark SQL进行基本查询 + +### 4.1 Spark SQL基本使用 + +```scala +// 1.首先需要将DataFrame注册为临时视图 +df.createOrReplaceTempView("emp") + +// 2.查询员工姓名及工作 +spark.sql("SELECT ename,job FROM emp").show() + +// 3.查询工资大于2000的员工信息 +spark.sql("SELECT * FROM emp where sal > 2000").show() + +// 4.orderBy 按照部门编号降序,工资升序进行查询 +spark.sql("SELECT * FROM emp ORDER BY deptno DESC,sal ASC").show() + +// 5.limit 查询工资最高的3名员工的信息 +spark.sql("SELECT * FROM emp ORDER BY sal DESC LIMIT 3").show() + +// 6.distinct 查询所有部门编号 +spark.sql("SELECT DISTINCT(deptno) FROM emp").show() + +// 7.分组统计部门人数 +spark.sql("SELECT deptno,count(ename) FROM emp group by deptno").show() +``` + +### 4.2 全局临时视图 + +上面使用`createOrReplaceTempView`创建的是会话临时视图,它的生命周期仅限于会话范围,会随会话的结束而结束。 + +你也可以使用`createGlobalTempView`创建全局临时视图,全局临时视图可以在所有会话之间共享,并直到整个Spark应用程序终止才会消失。全局临时视图被定义在内置的`global_temp`数据库下,需要使用限定名称进行引用,如`SELECT * FROM global_temp.view1`。 + +```scala +// 注册为全局临时视图 +df.createGlobalTempView("gemp") + +// 使用限定名称进行引用 +spark.sql("SELECT ename,job FROM global_temp.gemp").show() +``` + ## 参考资料 diff --git a/pictures/spark-Big-table–to–big-table.png b/pictures/spark-Big-table–to–big-table.png new file mode 100644 index 0000000..091a642 Binary files /dev/null and b/pictures/spark-Big-table–to–big-table.png differ diff --git a/pictures/spark-Big-table–to–small-table.png b/pictures/spark-Big-table–to–small-table.png new file mode 100644 index 0000000..3de1f23 Binary files /dev/null and b/pictures/spark-Big-table–to–small-table.png differ diff --git a/pictures/spark-sql-NATURAL-JOIN.png b/pictures/spark-sql-NATURAL-JOIN.png new file mode 100644 index 0000000..fc0893d Binary files /dev/null and b/pictures/spark-sql-NATURAL-JOIN.png differ