使用Spark Streaming进行关键字检测

许多公司使用诸如Apache Hadoop的分布式文件系统来存储和分析数据。 通过离线Hadoop使用流分析，可以存储大量的大数据并实时分析这些数据。 本文向您展示了如何使用Spark Streaming启用实时关键字检测的示例。

Spark Streaming是Spark API的扩展，可实现实时数据流的可伸缩，容错处理。 Spark Streaming具有大量的适配器，允许应用程序开发人员从各种来源读写数据，包括Hadoop分布式文件系统（HDFS），Kafka，Twitter等。

先决条件

• 软件先决条件： IBMInfoSphere®BigInsights 4.0或更高版本以及Apache Maven。
• 业务先决条件：中级Java™开发技能以及Hadoop和Spark的入门知识。

解决方案概述

Spark Streaming应用程序由一个或多个互连的离散化流（DStreams）组成。 每个DStream由一系列弹性分布式数据集（RDD）组成，它们是不可变分布式数据集的抽象。 Spark支持不同的应用程序开发语言，包括Java，Scala和Python。 在本文中，我们将使用Java语言向您展示开发关键字检测应用程序的分步方法。

图1显示了关键字检测应用程序的高级视图。

什么是弹性分布式数据集（RDD）？

弹性分布式数据集（RDD）是对象的不可变集合。 每个对象都在群集的各个节点上进行分区和并行执行。

图1.关键字检测应用程序图

图1中的组件说明

• SocketTextStream允许您在传输控制协议（TCP）套接字上绑定和侦听消息。 SocketTextStream的输出被馈送到使用当前关键字列表查找匹配令牌的自定义流中。
• TextFileStream用于监视Hadoop目录。 只要检测到一个新的文件，它会读取文件，并将其由读转换成DStreams.The值TextFileStream用于更新内部关键字列表中使用自定义逻辑。
• 关键字检测逻辑使用更新的关键字列表，因此该图使用虚线表示这种关系。

每个组件的实现细节

每个Spark Streaming应用程序都以流上下文开始，如以下代码片段所示。 “上下文”要求您传递定义批次的工期参数。

JavaStreamingContext ssc = new JavaStreamingContext(sparkConf, Durations.seconds(5));

socketTextStream绑定到指定的主机接口和给定的端口号，并生成DStreams。

JavaReceiverInputDStream lines = ssc.socketTextStream( hostname, port, StorageLevels.MEMORY_AND_DISK_SER);

textFileStream使用textFile从Hadoop读取并行关键字词典文件。 处理文件，并在内部列表中更新关键字。

JavaDStream<String> filelines = ssc.textFileStream("/tmp/Streamtest");
JavaDStream<String> updatedKeyWords = filelines.flatMap(new FlatMapFunction<String,String>() {
@Override
public Iterable<String> call(String x) {
final Pattern SPACE = Pattern.compile(" ");
String[] vec=SPACE.split(x);
List<String> ls=Arrays.asList(vec);
return ls;
}
});


updatedKeyWords.foreachRDD(new Function<JavaRDD<String>, Void> (){
public Void call(JavaRDD<String> rdd) {

rdd.foreach(new VoidFunction<String>(){
@Override
public void call(String x){
if(x!=null)
keywords.add(x);

}});
return null;


从SocketStream读取的SocketStream用于与关键字列表进行比较，如以下代码所示。 当您使用命令wordPresent.print();时，结果将显示在控制台上wordPresent.print(); 。

JavaDStream<Boolean> wordPresent = lines.map(new Function<String, Boolean>() {
@Override
public Boolean call(String x) {
return keywords.contains(x);
}
});
wordPresent.print();


下面的清单显示了本文中使用的示例的完整代码清单。

public final class KeywordDetect {
	private static final Pattern SPACE = Pattern.compile(" ");
	public static List<String> keywords=new ArrayList<String>();
	public static void main(String[] args) {
	
    if (args.length < 2) {
      System.err.println("Usage: KeywordDetect <hostname> <port> <words>");
      System.exit(1);
    }

    SparkConf sparkConf = new SparkConf().setAppName("KeywordDetect");
	
    JavaStreamingContext ssc = new JavaStreamingContext(sparkConf, Durations.seconds(5));
	JavaDStream<String> filelines = ssc.textFileStream("/tmp/Streamtest");
	
    JavaReceiverInputDStream<String> lines = ssc.socketTextStream(
            args[0], Integer.parseInt(args[1]), StorageLevels.MEMORY_AND_DISK_SER);
			
	keywords.add("initial"); //Initialize keyword list

	JavaDStream<String> updatedKeyWords = filelines.flatMap(new FlatMapFunction<String,String>() {
      	@Override
      	public Iterable<String> call(String x) {
		 final Pattern SPACE = Pattern.compile(" ");
        	String[] vec=SPACE.split(x);
		List<String> ls=Arrays.asList(vec);
		
		return ls;
      }
    });
	
	updatedKeyWords.foreachRDD(new Function<JavaRDD<String>, Void> (){
	public Void call(JavaRDD<String> rdd) {

		rdd.foreach(new VoidFunction<String>(){
		@Override
		public void call(String x){
			//x=x+1;
			if(x!=null)
			keywords.add(x); //add newly read tokens to keyword list
			
		}});
	
	return null;
	}
	});
	
	
    JavaDStream<Boolean> wordPresent = lines.map(new Function<String, Boolean>() {
      @Override
      public Boolean call(String x) {
        return keywords.contains(x); //compare token received from socket against keywords list
      }
    });

	JavaDStream<String> inputWords = lines.map(new Function<String, String>() {
      @Override
      public String call(String x) {
        return x;
      }
    });

	wordPresent.print();

    ssc.start();
    ssc.awaitTermination();
  }
}

编译并启动程序

对于本文中的示例，我们使用Maven安装和构建应用程序。 如果使用的是Maven，请确保在pom.xml中添加适当的依赖项。 依赖关系将主要是spark-core和spark-streaming库。

以下代码显示了我们的应用程序中使用的pom依赖关系的摘要：

<dependency>
<groupId>org.apache.spark</groupId>
<artifactId>spark-streaming_2.10</artifactId>
<version>1.2.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.spark</groupId>
<artifactId>spark-core_2.10</artifactId>
<version>1.2.1</version>
</dependency>


编译应用程序并创建jar文件之后，使用以下命令将应用程序提交给Spark调度程序：

spark-submit --class "org.apache.spark.examples.streaming.KeywordDetect" --master local[4] target/KeyWord-1.0.jar rvm.svl.ibm.com 9212

由于Spark实例在具有四个内核的单个主机上运行，​​因此我们在–master参数中使用local [4]值。 我们的应用程序接受两个参数：主机名和端口。

该应用程序假定在端口9212上运行着一个服务器进程并发布数据。 为了在测试环境中模拟服务器，我们使用nc（netcat）Linux命令： nc -l 9212 。

nc命令绑定到9212。我们在终端中传递的任何输入都将转发给所有正在侦听端口9212的客户端。

一切设置正确之后，提交的作业开始工作并监听端口9212。您应该在终端上收到以下确认消息：

15/09/06 01:43:31 INFO dstream.SocketReceiver: Connecting to rvm.svl.ibm.com:9121
15/09/06 01:43:31 INFO dstream.SocketReceiver: Connected to rvm.svl.ibm.com:9121


现在，让我们更新程序使用的内部字典。 1.2节中的代码正在监听Hadoop目录/ tmp / Streamtest中的change事件。 如果尚未创建目录，请先创建目录，然后使用以下命令上载关键字文件：

hadoop fs -mkdir /tmp/Streamtest hadoop fs -put keywords /tmp/Streamtest

当检测到新文件时，将执行后续的RDD。

15/09/06 01:54:25 INFO dstream.FileInputDStream: New files at time 1441529665000 ms: hdfs://rvm.svl.ibm.com:8020/tmp/Streamtest/keyword
15/09/06 01:54:25 INFO storage.MemoryStore: ensureFreeSpace(272214) called with curMem=109298, maxMem=278302556


关键字之一是“风险”。 现在，我在nc中提交关键字，如以下清单所示

[root@rvm Desktop]# nc -l 9121
risk

然后，Spark检测到该关键字，并在控制台上将其标记为true。

-------------------------------------------
Time: 1441529995000 ms
-------------------------------------------
true


未来的增强

可以进一步增强此应用程序，以处理完整的字符串而不是单个令牌。

关键字检测状态可以写入文件或写入UI呈现服务的端口。

例外条件

如果出现“拒绝连接错误”，可能是因为：

• HDFS和另一个资源协商器（YARN）未运行
• 服务器进程未在源端口上运行。 在我们的示例中，源端口为9121。

结论

本文演示了如何使用Spark Streaming构建实时应用程序。 我们还重点介绍了Spark Streaming应用程序的构建基块。 使用此信息作为起点将帮助您使用Spark Streaming创建更复杂的应用程序。

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翻译自: https://www.ibm.com/developerworks/data/library/techarticle/dm-1511-keyword-detection-spark-streaming-trs/index.html