Spark介绍

Apache Spark是一款快速通用的大数据处理引擎,支持Java、Python和Scala等API,提供超过80种高级算法,适用于批处理、实时流处理、机器学习等多种场景。Spark可以无缝结合SQL、流式数据处理和复杂分析,实现数据的高效处理。

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一、Spark简介

Apache Spark 是专为大规模数据处理而设计的快速通用的计算引擎。Spark是UC Berkeley AMP Lab(加州大学伯克利分校的AMP实验室)所开源的类Hadoop MapReduce的通用并行框架

二、Spark特性

分布式基于内存的迭代式计算

高效性

Speed
Run workloads 100x faster.
Apache Spark achieves high performance for both batch and streaming data, using a state-of-the-art DAG scheduler, a query optimizer, and a physical execution engine.

运行速度提升100倍
Apache Spark使用最先进的DAG调度程序,查询优化程序和物理执行引擎,实现批量和流式数据的高性能

易用性

Ease of Use
Write applications quickly in Java, Scala, Python, R, and SQL.
Spark offers over 80 high-level operators that make it easy to build parallel apps. And you can use it interactively from the Scala, Python, R, and SQL shells.

Spark支持Java、Python和Scala的API,还支持超过80种高级算法,使用户可以快速构建不同的应用。而且Spark支持交互式的Python和Scala的shell,可以非常方便地在这些shell中使用Spark集群来验证解决问题的方法

通用性

Generality
Combine SQL, streaming, and complex analytics.
Spark powers a stack of libraries including SQL and DataFrames, MLlib for machine learning, GraphX, and Spark Streaming. You can combine these libraries seamlessly in the same application.

Spark提供了统一的解决方案。Spark可以用于批处理、交互式查询(Spark SQL)、实时流处理(Spark Streaming)、机器学习(Spark MLlib)和图计算(GraphX)。这些不同类型的处理都可以在同一个应用中无缝使用。Spark统一的解决方案非常具有吸引力,毕竟任何公司都想用统一的平台去处理遇到的问题,减少开发和维护的人力成本和部署平台的物力成本

兼容性

Runs Everywhere
Spark runs on Hadoop, Apache Mesos, Kubernetes, standalone, or in the cloud. It can access diverse data sources.
You can run Spark using its standalone cluster mode, on EC2, on Hadoop YARN, on Mesos, or on Kubernetes. Access data in HDFS, Alluxio, Apache Cassandra, Apache HBase, Apache Hive, and hundreds of other data sources.

Spark可以非常方便地与其他的开源产品进行融合。比如,Spark可以使用Hadoop的YARN和Apache Mesos作为它的资源管理和调度器,器,并且可以处理所有Hadoop支持的数据,包括HDFS、HBase和Cassandra等

三、Spark组成

SparkCore: 将分布式数据抽象为弹性分布式数据集(RDD),实现了应用任务调度、RPC、序列化和压缩,并为运行在其上的上层组件提供API。

SparkSQL: Spark Sql 是Spark来操作结构化数据的程序包,可以让我使用SQL语句的方式来查询数据,Spark支持 多种数据源,包含Hive表,parquest以及JSON等内容。

SparkStreaming: 是Spark提供的实时数据进行流式计算的组件。

MLlib: 提供常用机器学习算法的实现库。

GraphX: 提供一个分布式图计算框架,能高效进行图计算。

BlinkDB: 用于在海量数据上进行交互式SQL的近似查询引擎。

Tachyon: 以内存为中心高容错的的分布式文件系统

### Apache Spark简介 Apache Spark一个开源的分布式计算系统,旨在提供数据处理的高速度和通用性[^2]。该平台不仅能够处理大规模的数据集,还具备实时数据分析的能力。通过使用最前沿的有向无环图(DAG)调度程序、查询优化器以及物理执行引擎,Spark实现了对于批处理数据和流数据处理性能的高度提升[^4]。 #### 基本概念 - **弹性分布式数据集(RDD)**:这是Spark最早引入的一种抽象表示形式,代表不可变且分区化的集合对象,在集群上并行操作。 - **DataFrame**:一种组织成命名列的数据结构,类似于关系数据库中的表或Pandas库里的DataFrame。它允许开发者以更直观的方式对大型数据集进行转换和聚合操作,并能自动优化内部执行计划[^5]。 - **Dataset**:结合了RDD的强大特性和DataFrame易于使用的API优势,既提供了编译期类型安全又保持了运行效率。 - **Transformation与Action**:Transformations定义了一系列懒加载的操作序列来构建新的RDD/Dataset/DataFrame;而Actions则触发实际计算并将结果返回给驱动程序或者保存到外部存储系统中。 ### 应用场景 由于其强大的功能特性,Apache Spark广泛应用于多个领域: - **机器学习模型训练**:借助MLlib组件提供的各种算法实现快速迭代开发复杂预测模型。 - **日志分析/ETL流程自动化**:可用于清洗整理海量的日志文件,从中提取有价的信息用于业务决策支持。 - **实时推荐系统建设**:利用Structured Streaming模块实现实时事件流处理,及时响应用户行为变化调整个性化建议列表。 - **图形计算任务加速**:GraphX扩展包使得在超大社交网络或其他关联型数据集中查找路径变得简单高效。 ```python from pyspark.sql import SparkSession spark = SparkSession.builder.appName("example").getOrCreate() data = [("James", "", "Smith", "36636", "M", 3000), ("Michael", "Rose", "", "40288", "M", 4000)] columns = ["firstname", "middlename", "lastname", "id", "gender", "salary"] df = spark.createDataFrame(data, columns) df.show() ```
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