1. 掌握 Spark RDD 编程——aboutyun

本文详细介绍了Spark中的核心概念RDD(弹性分布式数据集),包括其定义、特性、创建方式、转换与行动操作的区别,以及如何进行缓存和持久化。通过实例演示了RDD在实际应用中的操作流程。

 

1.1 什么是 RDD?

RDD(Resilient Distributed Datasets):一个弹性分布式数据集, Spark中的基本抽象。(既可以放内存中也可以放磁盘中

代表一个不变(只读)的、可以并行操作的元素的分区集合。

Spark中原生的RDD支持从以下三种方式创建:从scala集合中创建、从文件系统中创建、现有RDD的transform操作创建

1.1 RDD 特点有哪些?

1)分区集合:RDD是一个分区(partition)的集合,一个RDD有一个或多个分区。分区的数量决定了并行度

2)计算函数以分区为单位:RDD在任务计算时是以分区为单位的,计算函数为compute函数。

3)RDD依赖于其他RDD:每个RDD都有依赖关系(源RDD的依赖关系为空),这些依赖关系成为lineage,可以通过toDebugString方法来获得lineage。

4)key-value 类型RDD的 Partitioner:对于非key-value类型的RDD,Partitioner为None,对于key-value类型的RDD,Partitioner默认为HashPartitioner。在进行shuffle操作时,如reduceByKey,sortByKey,Partitioner决定了父RDD shuffle的输出时对应的分区中的数据是如何进行map的。

5)分区支持数据本地性:Spark在进行任务调度时,会尝试将任务分配到数据所在的机器上,从而避免了机器间的数据传输。RDD获取优先位置的方法为getPreferredLocations。

1.2 RDD Transform & Action

Transform:

Transform 直译为“转换”,它表示一个 RDD 通过 transform 后,返回为一个新的 RDD
例如:map、filter、flatMap、union、reduceByKey 等等

Action:

Action 直译为“行动”,它表示一个 RDD 通过 action 后,返回 一个数值,一组数值或者 Unit
例如:reduce、count、saveAsTextFile、foreach 等等

1.3 lazy(惰性)执行

RDD 在进行 transform 操作时,并不会进行计算,只会记录 RDD 之间的转换关系只有在进行 action 操作时,操作真正出发计算任务开始计算

1.4 RDD cache/persist

RDD 允许缓存/持久化到内存或硬盘中,以便于重用。可以通过 cache 方法或是 persist 方法来缓存。

cache 方法无法指定缓存级别,只能缓存到内存中。persist 方法可以指定缓存级别,可以缓存到内存、硬盘或者两者都有。

 

1.5 先创建完文件,才可以进行这步的练习。可以看。关于HDFS的练习

  

  1、

  

   其textFile通过外部文件生成一个Rdd,是一个transform的操作。

    

  

  生产中Rdd内容很大的情况下不可用collect。否则会出问题。会将内存搞崩。

   其first 或者 collect 这些命令的执行,都是属于action操作。

2、

 

3、将文件拆成一个个单词。用flatMap()方法

 

  对于生产出来的words 这个Rdd,也是属于MapPartitionsRDD[2]这个Rdd。

 flatMap是一个transform的操作,因为没有进行计算,只是一个转换关系。

 

4、 再次查看words里面的内容

 

5、变成单词后,可以进行计数。计数前,需要调用map的一个操作。

 

 

6、现在可以对其键值对进行计数(reduceByKey也是一个transform操作)

 

 

在学习中,要先把Spark集群启动。先将用hdfs dfs -ls / 查看目录。(先启动start-master.sh start-slaves.sh)

 

2. 掌握 Spark DataSet/DataFrame/SQL 编程

3. 掌握 Spark Streaming 编程

 

 

内容概要:本文围绕EKF SLAM(扩展卡尔曼滤波同步定位与地图构建)的性能展开多项对比实验研究,重点分析在稀疏与稠密landmark环境下、预测与更新步骤同时进行与非同时进行的情况下的系统性能差异,并进一步探讨EKF SLAM在有色噪声干扰下的鲁棒性表现。实验考虑了不确定性因素的影响,旨在评估不同条件下算法的定位精度与地图构建质量,为实际应用中EKF SLAM的优化提供依据。文档还提及多智能体系统在遭受DoS攻击下的弹性控制研究,但核心内容聚焦于SLAM算法的性能测试与分析。; 适合人群:具备一定机器人学、状态估计或自动驾驶基础知识的科研人员及工程技术人员,尤其是从事SLAM算法研究或应用开发的硕士、博士研究生和相关领域研发人员。; 使用场景及目标:①用于比较EKF SLAM在不同landmark密度下的性能表现;②分析预测与更新机制同步与否对滤波器稳定性与精度的影响;③评估系统在有色噪声等非理想观测条件下的适应能力,提升实际部署中的可靠性。; 阅读建议:建议结合MATLAB仿真代码进行实验复现,重点关注状态协方差传播、观测更新频率与噪声模型设置等关键环节,深入理解EKF SLAM在复杂环境下的行为特性。稀疏 landmark 与稠密 landmark 下 EKF SLAM 性能对比实验,预测更新同时进行与非同时进行对比 EKF SLAM 性能对比实验,EKF SLAM 在有色噪声下性能实验
内容概要:本文围绕“基于主从博弈的售电商多元零售套餐设计与多级市场购电策略”展开,结合Matlab代码实现,提出了一种适用于电力市场化环境下的售电商优化决策模型。该模型采用主从博弈(Stackelberg Game)理论构建售电商与用户之间的互动关系,售电商作为领导者制定电价套餐策略,用户作为跟随者响应电价并调整用电行为。同时,模型综合考虑售电商在多级电力市场(如日前市场、实时市场)中的【顶级EI复现】基于主从博弈的售电商多元零售套餐设计与多级市场购电策略(Matlab代码实现)购电组合优化,兼顾成本最小化与收益最大化,并引入不确定性因素(如负荷波动、可再生能源出力变化)进行鲁棒或随机优化处理。文中提供了完整的Matlab仿真代码,涵盖博弈建模、优化求解(可能结合YALMIP+CPLEX/Gurobi等工具)、结果可视化等环节,具有较强的可复现性和工程应用价值。; 适合人群:具备一定电力系统基础知识、博弈论初步认知和Matlab编程能力的研究生、科研人员及电力市场从业人员,尤其适合从事电力市场运营、需求响应、售电策略研究的相关人员。; 使用场景及目标:① 掌握主从博弈在电力市场中的建模方法;② 学习售电商如何设计差异化零售套餐以引导用户用电行为;③ 实现多级市场购电成本与风险的协同优化;④ 借助Matlab代码快速复现顶级EI期刊论文成果,支撑科研项目或实际系统开发。; 阅读建议:建议读者结合提供的网盘资源下载完整代码与案例数据,按照文档目录顺序逐步学习,重点关注博弈模型的数学表达与Matlab实现逻辑,同时尝试对目标函数或约束条件进行扩展改进,以深化理解并提升科研创新能力。
内容概要:本文介绍了基于粒子群优化算法(PSO)的p-Hub选址优化问基于粒子群优化算法的p-Hub选址优化(Matlab代码实现)题的Matlab代码实现,旨在解决物流与交通网络中枢纽节点的最优选址问题。通过构建数学模型,结合粒子群算法的全局寻优能力,优化枢纽位置及分配策略,提升网络传输效率并降低运营成本。文中详细阐述了算法的设计思路、实现步骤以及关键参数设置,并提供了完整的Matlab仿真代码,便于读者复现和进一步改进。该方法适用于复杂的组合优化问题,尤其在大规模网络选址中展现出良好的收敛性和实用性。; 适合人群:具备一定Matlab编程基础,从事物流优化、智能算法研究或交通运输系统设计的研究生、科研人员及工程技术人员;熟悉优化算法基本原理并对实际应用场景感兴趣的从业者。; 使用场景及目标:①应用于物流中心、航空枢纽、快递分拣中心等p-Hub选址问题;②帮助理解粒子群算法在离散优化问题中的编码与迭代机制;③为复杂网络优化提供可扩展的算法框架,支持进一步融合约束条件或改进算法性能。; 阅读建议:建议读者结合文中提供的Matlab代码逐段调试运行,理解算法流程与模型构建逻辑,重点关注粒子编码方式、适应度函数设计及约束处理策略。可尝试替换数据集或引入其他智能算法进行对比实验,以深化对优化效果和算法差异的理解。
rror occurred: An error occurred while calling o46.collectToPython. : org.apache.spark.SparkException: Job aborted due to stage failure: Task 2 in stage 0.0 failed 1 times, most recent failure: Lost task 2.0 in stage 0.0 (TID 2) (LAPTOP-2696J5DB executor driver): org.apache.spark.SparkException: Python worker failed to connect back. at org.apache.spark.api.python.PythonWorkerFactory.createSimpleWorker(PythonWorkerFactory.scala:192) at org.apache.spark.api.python.PythonWorkerFactory.create(PythonWorkerFactory.scala:109) at org.apache.spark.SparkEnv.createPythonWorker(SparkEnv.scala:124) at org.apache.spark.api.python.BasePythonRunner.compute(PythonRunner.scala:166) at org.apache.spark.api.python.PythonRDD.compute(PythonRDD.scala:65) at org.apache.spark.rdd.RDD.computeOrReadCheckpoint(RDD.scala:364) at org.apache.spark.rdd.RDD.iterator(RDD.scala:328) at org.apache.spark.rdd.MapPartitionsRDD.compute(MapPartitionsRDD.scala:52) at org.apache.spark.rdd.RDD.computeOrReadCheckpoint(RDD.scala:364) at org.apache.spark.rdd.RDD.iterator(RDD.scala:328) at org.apache.spark.rdd.MapPartitionsRDD.compute(MapPartitionsRDD.scala:52) at org.apache.spark.rdd.RDD.computeOrReadCheckpoint(RDD.scala:364) at org.apache.spark.rdd.RDD.iterator(RDD.scala:328) at org.apache.spark.rdd.MapPartitionsRDD.compute(MapPartitionsRDD.scala:52) at org.apache.spark.rdd.RDD.computeOrReadCheckpoint(RDD.scala:364) at org.apache.spark.rdd.RDD.iterator(RDD.scala:328) at org.apache.spark.rdd.MapPartitionsRDD.compute(MapPartitionsRDD.scala:52) at org.apache.spark.rdd.RDD.computeOrReadCheckpoint(RDD.scala:364) at org.apache.spark.rdd.RDD.iterator(RDD.scala:328) ... at java.net.ServerSocket.accept(ServerSocket.java:513) at org.apache.spark.api.python.PythonWorkerFactory.createSimpleWorker(PythonWorkerFactory.scala:179) ... 30 more
06-23
### 解决 Py4JJavaError 和 SparkException 错误 在使用 PySpark 的 `toPandas()` 方法时,如果出现 `Py4JJavaError` 或 `SparkException: Python worker failed to connect back`,通常表明底层的 Java 进程或 Python 工作线程中发生了异常。以下是详细的解决方案[^1]。 #### 问题分析 - `Py4JJavaError` 表示 Java 端发生了异常,可能与数据转换、内存不足或配置问题有关。 - `SparkException: Python worker failed to connect back` 表明 Python 工作线程无法正确连接到 Spark 驱动程序,可能与环境变量、Python 版本或网络问题相关。 --- #### 内存不足问题 当尝试将 Spark DataFrame 转换为 Pandas DataFrame 时,数据需要加载到单个节点的内存中。如果数据量过大,可能会导致内存不足的问题。 **解决方案:** - 检查并调整 Spark 配置中的内存参数,例如 `spark.driver.memory` 和 `spark.executor.memory`。 - 如果数据量过大,可以考虑分批处理数据,而不是一次性转换为 Pandas DataFrame。 ```python # 调整 Spark 配置 spark.conf.set("spark.driver.memory", "8g") spark.conf.set("spark.executor.memory", "8g") ``` --- #### Python 工作线程连接失败 `SparkException: Python worker failed to connect back` 通常与以下因素有关: 1. **环境变量未正确配置**:确保 `PYSPARK_PYTHON` 和 `PYSPARK_DRIVER_PYTHON` 环境变量指向正确的 Python 解释器。 2. **Windows 平台特定问题**:在 Windows 上运行 PySpark 时,可能需要配置 Hadoop 的 `winutils.exe` 文件,并将其路径添加到 `CLASSPATH` 中[^2]。 **解决方案:** - 配置 `PYSPARK_PYTHON` 环境变量: ```bash set PYSPARK_PYTHON=python ``` - 在 Windows 上配置 Hadoop 的 `winutils.exe`: - 下载适用于 Windows 的 Hadoop 二进制文件。 - 将 `winutils.exe` 放置在 `%HADOOP_HOME%\bin\` 目录下。 - 更新系统环境变量 `CLASSPATH`,添加 `%HADOOP_HOME%\bin\winutils.exe`。 --- #### 数据类型不兼容 某些复杂的数据类型(如嵌套结构、数组或自定义类型)可能无法直接转换为 Pandas DataFrame。 **解决方案:** - 在调用 `toPandas()` 之前,检查并转换不兼容的数据类型。 - 使用 `printSchema()` 方法查看 DataFrame 的结构,确保所有字段都可以映射到 Pandas 支持的类型。 ```python # 示例:检查数据结构 spark_df.printSchema() pandas_df = spark_df.select("*").toPandas() ``` --- #### 版本兼容性问题 如果使用的 PySpark 和 Pandas 版本不兼容,也可能导致错误。 **解决方案:** - 确保 PySpark 和 Pandas 的版本匹配。 - 升级或降级相关库以解决兼容性问题。 ```python # 检查版本 import pyspark import pandas print(f"PySpark Version: {pyspark.__version__}") print(f"Pandas Version: {pandas.__version__}") ``` --- #### 示例代码 以下是一个完整的示例代码,展示如何安全地将 Spark DataFrame 转换为 Pandas DataFrame: ```python from pyspark.sql import SparkSession # 创建 SparkSession spark = SparkSession.builder \ .appName("Example") \ .config("spark.driver.memory", "8g") \ .config("spark.executor.memory", "8g") \ .getOrCreate() # 加载数据 data = [(1, "Alice"), (2, "Bob"), (3, "Charlie")] columns = ["id", "name"] spark_df = spark.createDataFrame(data, columns) # 检查数据结构 spark_df.printSchema() # 转换为 Pandas DataFrame try: pandas_df = spark_df.toPandas() print(pandas_df) except Exception as e: print(f"Error occurred: {e}") ``` --- #### 其他潜在问题 如果上述方法均未解决问题,可以参考错误堆栈信息进一步排查问题。常见的错误来源包括: - Java 代码中的异常。 - Spark 配置文件中的错误设置。 **解决方案:** - 查看完整的错误堆栈信息,定位具体问题。 - 根据错误提示调整代码或配置。 --- ###
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