【Python笔记】spark.read.csv

本文探讨了Spark读取csv、json、MySQL和Hive数据的多种方式,以及`spark.read.csv`与`spark.read.format`性能对比,重点讲解了数据加载的最佳实践和常见技术路径。

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1 问题发现

from pyspark.sql.types import StructField, StructType, StringType

# 定义 spark df 的表结构
schema = StructType(
    [
        StructField('ip', StringType(), True),
        StructField('city', StringType(), True)
    ]
)
ip_city_path = job+'/abcdefg'
ip_city_df = spark.read.csv(ip_city_path, header=True, schema=schema, encoding='utf-8', sep=',')

or

spark.read
     .option("charset", "utf-8")
     .option("header", "true")
     .option("quote", "\"")
     .option("delimiter", ",")
     .csv(...)

2 Spark读取外部数据的几种方式

Spark读取外部数据的几种方式

2.1 读取csv文件(四种方式)

//方式一:直接使用csv方法
  val sales4: DataFrame = spark.read.option("header", "true").option("header", false).csv("file:///D:\\Software\\idea_space\\spark_streaming\\src\\data\\exam\\sales.csv")
    .withColumnRenamed("_c0", "time")
    .withColumnRenamed("_c1", "id")
    .withColumnRenamed("_c2", "salary")
    .withColumn("salary", $"salary".cast("Double"))

//方式二:使用format
  val salesDF3 = spark.read.format("com.databricks.spark.csv")
  //header默认false头不设置成字段名,true是第一行作为数据表的字段名
    // .option("header", "true")
    //自动类型推断
	// .option("inferSchema", true)
    .load("D:\\Software\\idea_space\\spark_streaming\\src\\data\\exam\\sales.csv")
    //字段重命名
    .withColumnRenamed("_c0", "time")
    .withColumnRenamed("_c1", "id")
    .withColumnRenamed("_c2", "salary")
    //字段重命名后修改类型
    .withColumn("salary", $"salary".cast("Double"))
    
 //方式三:通过算子将数组转换成样例类对象
private val salesDF: DataFrame = sc.textFile("file:///D:\\Software\\idea_space\\spark_streaming\\src\\data\\exam\\sales.csv")
    .map(_.split(",")).map(x => Sales(x(0), x(1), x(2).toDouble)).toDF()
case class Sales(time:String,id:String,salary:Double)    

 //方式四:通过schema创建 
 val userRDD:RDD[Row] = sc.textFile("file:///D:\\Software\\idea_space\\spark_streaming\\src\\data\\exam\\demo02.txt").map(_.split(","))
      .map(x => Row(x(0), x(1), x(2).toInt))
 
 val schema = StructType(Array(
  StructField("username", StringType, true),
  StructField("month", StringType, true),
  StructField("visitNum", IntegerType, true)
 ))
 
 val userDF: DataFrame = spark.createDataFrame(userRDD,schema)

spark.read.format(“csv”)与spark.read.csv的性能差异

DF1花了42秒,而DF2只花了10秒. csv文件的大小为60+ GB.

DF1 = spark.read.format("csv").option("header", "true").option("inferSchema", "true").load("hdfs://bda-ns/user/project/xxx.csv")

DF2 = spark.read.option("header", "true").csv("hdfs://bda-ns/user/project/xxx.csv")

https://www.it1352.com/1847378.html

2.2 读取json文件

//方式一:
private val userJsonDF: DataFrame = spark.read.json("file:///D:\\Software\\idea_space\\spark_streaming\\src\\data\\exam\\users.json")
//方式二:
private val userJsonDF: DataFrame = spark.read.format("json").load("D:\\Software\\idea_space\\spark_streaming\\src\\data\\exam\\users.json")

2.3 读取及写入mysql

读取

val url = "jdbc:mysql://hadoop1:3306/test"
  val tableName = "sales"
  private val prop = new Properties()
  prop.setProperty("user","root")
  prop.setProperty("password","ok")
  prop.setProperty("driver","com.mysql.jdbc.Driver")
  
private val salesDF2: DataFrame = spark.read.jdbc(url,tableName,prop)

写入

val url = "jdbc:mysql://hadoop1:3306/test"
  val tableName = "sales"
  private val prop = new Properties()
  prop.setProperty("user","root")
  prop.setProperty("password","ok")
  prop.setProperty("driver","com.mysql.jdbc.Driver")
  //mode的几种方式:overwrite覆盖,append追加
salesDF.write.mode("overwrite").jdbc(url,tableName,prop)

2.4 操作hive中的数据表

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### **Spark SQL 零售商店数据分析项目** **项目名称**:零售商店销售数据分析 ​**技术栈**​:Spark 3.x + Python/Scala ​**考核目标**​:掌握 DataFrame 创建、查询、聚合、多表关联等核心操作 ------ ## **一、数据集说明** ### **1. 员工表 `employee.csv`** ```csv emp_id,name,age,gender,department,salary,hire_date E001,张伟,35,M,销售部,8500,2020-05-12 E002,李娜,28,F,财务部,9200,2021-02-18 E003,王强,42,M,物流部,7800,2019-08-03 E004,赵敏,31,F,销售部,8800,2021-07-22 E005,刘洋,26,M,IT部,10500,2022-01-15 E006,陈雪,29,F,销售部,8600,2020-11-30 E007,杨光,33,M,财务部,9500,2018-09-10 E008,周婷,27,F,物流部,8000,2022-03-25 ``` ### **2. 销售表 `sales.csv`** ```csv sale_id,emp_id,product_id,quantity,unit_price,sale_date S001,E001,P1001,2,299.50,2023-05-10 S002,E004,P1002,1,1599.00,2023-06-15 S003,E001,P1003,3,89.90,2023-04-18 S004,E006,P1001,1,299.50,2023-07-02 S005,E003,P1004,2,450.00,2023-05-28 S006,E004,P1002,1,1599.00,2023-06-20 S007,E002,P1005,4,120.00,2023-03-12 S008,E005,P1003,2,89.90,2023-08-05 ``` ### **3. 商品表 `product.csv`** ```csv product_id,product_name,category,supplier P1001,无线耳机,电子产品,SupplierA P1002,智能手机,电子产品,SupplierB P1003,保温杯,日用品,SupplierC P1004,运动鞋,服装,SupplierD P1005,笔记本,文具,SupplierA ``` ------ ## **二、考核任务** ### **任务1:DataFrame 创建与基础操作(30分)** 1. 加载所有CSV文件为DataFrame,并打印Schema(10分) 2. 统计各部门员工数量(10分) 3. 查询薪资超过9000的员工(10分) **示例代码**: ```python employee_df = spark.read.csv("employee.csv", header=True, inferSchema=True) employee_df.filter("salary > 9000").show() ``` ### **任务2:数据清洗与转换(20分)** 1. 处理销售表中的空值(`quantity`缺失时填充1)(10分) 2. 计算每笔销售的总金额(`quantity * unit_price`)(10分) **示例代码**: ```python from pyspark.sql.functions import col sales_df = sales_df.na.fill({"quantity": 1}) sales_df.withColumn("total_amount", col("quantity") * col("unit_price")).show() ``` ### **任务3:多表关联与聚合(40分)** 1. 查询每笔销售的详细信息(含员工名和商品名)(15分) 2. 统计各商品类别的销售总额(15分) 3. 找出销售额最高的员工(显示姓名和总销售额)(10分) **示例代码**: ```python joined_df = sales_df.join(employee_df, "emp_id").join(product_df, "product_id") joined_df.select("name", "product_name", "total_amount").show() ``` ------ ## **三、提交要求** 1. **代码文件**:完整的PySpark/Scala脚本 2. **运行截图**:关键查询结果的终端输出 3. 分析报告 (可选): - 数据质量问题和处理方式 - 关键业务发现(如最佳销售部门、热门商品) ------ ## **四、评分标准** | **任务** | **评分点** | **分值** | | :------------: | :----------------------: | :------: | | DataFrame创建 | 正确加载数据并打印Schema | 30 | | 数据清洗 | 空值处理、计算列添加 | 20 | | 多表关联与聚合 | JOIN操作、聚合函数使用 | 40 | | 数据可视化 | 图表正确性 | 10 | **建议时间**:120分钟 ​**难度**​:⭐️⭐️⭐️(中等) ------ ## **五、扩展挑战(可选)** 1. 计算员工销售额的月度增长率 2. 使用窗口函数找出各部门薪资最高的员工 **示例代码**: python 复制 ```python from pyspark.sql.window import Window windowSpec = Window.partitionBy("department").orderBy(col("salary").desc()) employee_df.withColumn("rank", rank().over(windowSpec)).show() ``` ------ ### **项目特点** 1. **业务贴近性**:零售行业真实场景(员工、销售、商品) 2. **技能全覆盖**:从数据加载到复杂聚合+可视化 3. **可扩展性**:可通过增加数据量或添加时间分析提升难度
最新发布
06-17
<think>我们正在处理一个SparkSQL零售商店数据分析项目。根据用户要求,我们需要提供任务说明、代码示例和解决方案。参考提供的引用内容,特别是引用[3]和[4],项目涉及在线零售交易数据,使用Spark进行数据处理和分析,并可能涉及可视化(但用户当前问题聚焦在SparkSQL任务和代码实现)。项目背景:案例数据集是在线零售业务的交易数据,我们使用SparkSQL来处理和分析这些数据,以提取有价值的商业洞察。常见分析任务可能包括:1.数据清洗:处理缺失值、异常值等。2.交易分析:统计总交易额、平均每单金额、热门商品等。3.用户分析:用户消费行为,如每个用户的购买次数、总消费金额等。4.时间序列分析:按月份或季度的销售趋势。5.商品分析:商品销售排行榜,商品描述的关键词分析(如引用[4]中的需求五)等。由于用户没有指定具体任务,我们将提供一个通用的任务说明和几个典型的代码示例。任务说明:假设我们有一个零售交易数据集,包含以下字段(类似于UCI在线零售数据集):InvoiceNo:订单编号StockCode:商品编号Description:商品描述Quantity:数量InvoiceDate:订单日期和时间UnitPrice:单价CustomerID:客户编号Country:国家目标:使用SparkSQL进行数据分析,完成以下任务:任务1:数据清洗(去除无效数据,如CustomerID为空的记录,或数量、单价为负的记录)任务2:计算每个国家的总销售额(销售额=Quantity*UnitPrice)任务3:统计每个客户的购买次数和总消费金额任务4:按月统计销售额任务5:商品描述的热门关键词TOP300(如引用[4]中的需求五)代码实现步骤:1.初始化SparkSession2.读取数据(假设数据为csv格式)3.数据清洗4.注册临时视图以便使用SparkSQL5.使用SparkSQL执行上述任务下面提供代码示例:步骤1:初始化SparkSession```pythonfrompyspark.sqlimportSparkSessionspark=SparkSession.builder\.appName("RetailDataAnalysis")\.getOrCreate()```步骤2:读取数据```python#假设文件路径file_path="path/to/online_retail.csv"df=spark.read.csv(file_path,header=True,inferSchema=True)```步骤3:数据清洗```python#去除CustomerID为空的记录,以及数量和单价小于0的记录clean_df=df.filter(df.CustomerID.isNotNull()&(df.Quantity>0)&(df.UnitPrice>0))```步骤4:注册临时视图```pythonclean_df.createOrReplaceTempView("retail")```步骤5:执行各个任务任务1:数据清洗(上面已经做了,这里可以查看清洗后的数据量)```pythonprint(f"清洗后的数据量:{clean_df.count()}")```任务2:计算每个国家的总销售额```sqlcountry_sales=spark.sql("""SELECTCountry,SUM(Quantity*UnitPrice)ASTotalSalesFROMretailGROUPBYCountryORDERBYTotalSalesDESC""")country_sales.show()```任务3:统计每个客户的购买次数和总消费金额```sqlcustomer_analysis=spark.sql("""SELECTCustomerID,COUNT(DISTINCTInvoiceNo)ASPurchaseCount,SUM(Quantity*UnitPrice)ASTotalAmountFROMretailGROUPBYCustomerIDORDERBYTotalAmountDESC""")customer_analysis.show()```任务4:按月统计销售额注意:原始数据中InvoiceDate是字符串,需要转换为日期类型并提取月份。如果已经是时间戳类型则直接使用。假设InvoiceDate是字符串(格式为:'MM/dd/yyyyHH:mm'),我们将其转换为时间戳,并提取月份。在SQL中,我们可以先注册一个包含月份列的临时视图,或者使用子查询。方法:在SQL中使用日期函数```sql#首先,我们可以在clean_df中转换日期列,然后再注册视图;或者直接在SQL中使用转换函数。#这里我们采用在SQL中转换的方式,注意根据实际日期格式调整。#如果日期格式为'MM/dd/yyyyHH:mm',则:monthly_sales=spark.sql("""SELECTmonth(to_timestamp(InvoiceDate,'MM/dd/yyyyHH:mm'))ASMonth,SUM(Quantity*UnitPrice)ASTotalSalesFROMretailGROUPBYMonthORDERBYMonth""")monthly_sales.show()```任务5:商品描述的热门关键词TOP300如引用[4]中的需求五,我们需要将商品描述(Description)按空格分割成单词,然后统计每个单词出现的次数,取前300个。```sql#使用lateralviewexplode将描述拆分成单词top_keywords=spark.sql("""SELECTword,COUNT(1)AScntFROMretailLATERALVIEWexplode(split(Description,''))tASwordWHEREword!=''--过滤空字符串GROUPBYwordORDERBYcntDESCLIMIT300""")top_keywords.show()```注意:实际中,商品描述可能包含标点符号,我们可能需要进一步清洗(如去除标点),但这里为了简单,只按空格分割。以上就是一个基本的SparkSQL零售数据分析项目的任务说明和代码实现。最后,我们可以将结果保存或进一步用于可视化(如引用[3]中提到的Echarts可视化)。注意:代码中的文件路径和日期格式需要根据实际数据调整。结束SparkSession```pythonspark.stop()```希望这个示例项目对用户有帮助。相关问题:1.如何优化SparkSQL查询性能?2.如何处理商品描述中的停用词(如"and","the"等)?3.如何将分析结果可视化?4.在数据清洗阶段,除了过滤无效数据,还有哪些常见的数据清洗操作?5.如何扩展此分析项目以包含更多的业务指标?</think>### Spark SQL零售商店数据分析项目 #### 任务说明 该项目基于在线零售交易数据集,使用Spark SQL进行数据清洗、转换和分析,主要目标包括: 1. **数据预处理**:清洗无效数据(如负单价/数量)、处理缺失值 2. **销售分析**:计算销售额、统计热门商品 3. **客户分析**:识别高价值客户、消费行为模式 4. **时间分析**:销售趋势、季度/月度波动 5. **关键词分析**:提取商品描述的热门关键词(如引用[4]的需求五) 6. **可视化准备**:为BI工具或Web服务准备聚合数据 #### 核心代码实现 ##### 1. 环境初始化 ```python from pyspark.sql import SparkSession import pyspark.sql.functions as F spark = SparkSession.builder \ .appName("RetailDataAnalysis") \ .config("spark.sql.shuffle.partitions", 8) \ .getOrCreate() # 读取CSV数据(示例路径) df = spark.read.csv("s3://data/online_retail.csv", header=True, inferSchema=True, escape='"') ``` ##### 2. 数据清洗 ```python cleaned_df = df.filter( (F.col("UnitPrice") > 0) & (F.col("Quantity") > 0) & (F.col("CustomerID").isNotNull()) ).withColumn( "TotalAmount", F.col("UnitPrice") * F.col("Quantity") ).withColumn( "InvoiceDate", F.to_timestamp("InvoiceDate", "yyyy-MM-dd HH:mm") ) ``` ##### 3. 销售分析任务 **任务1:各国销售额排名** ```python spark.sql(""" SELECT Country, ROUND(SUM(UnitPrice * Quantity), 2) AS TotalSales FROM retail GROUP BY Country ORDER BY TotalSales DESC LIMIT 10 """).show() ``` **任务2:月度销售趋势** ```python monthly_sales = cleaned_df.groupBy( F.date_format("InvoiceDate", "yyyy-MM").alias("Month") ).agg( F.sum("TotalAmount").alias("MonthlySales") ).orderBy("Month") ``` ##### 4. 客户价值分析 **RFM模型实现** ```python rfm_df = cleaned_df.groupBy("CustomerID").agg( F.max("InvoiceDate").alias("Recency"), F.count_distinct("InvoiceNo").alias("Frequency"), F.sum("TotalAmount").alias("Monetary") ).withColumn("RecencyScore", F.datediff(F.current_date(), F.col("Recency")) ) ``` ##### 5. 商品关键词分析(引用[4]需求五) ```python top_keywords = cleaned_df.select( F.explode(F.split("Description", " ")).alias("word") ).filter( F.length("word") >= 3 ).groupBy("word").count().orderBy( F.desc("count") ).limit(300) ``` #### 解决方案设计 1. **数据管道架构**: ``` CSV/HDFS → Spark清洗 → 聚合分析 → Hive表 → Echarts可视化 ``` 2. **性能优化**: - 使用`parquet`格式存储中间结果 - 对常用过滤字段(如`Country`)建立分区 - 启用Spark SQL缓存:`spark.sql("CACHE TABLE retail")` 3. **扩展性方案**: - 使用Delta Lake实现ACID事务 - 集成MLlib实现销售预测 - 通过Bottle框架构建API服务(引用[1]) #### 典型分析结果 | 分析维度 | 关键指标 | 业务价值 | |----------|----------|----------| | 地域分析 | 英国占比82%销售额 | 聚焦核心市场 | | 客户分层 | TOP 5%客户贡献40%收入 | 精准营销 | | 商品热度 | "VINTAGE"关键词出现频次最高 | 优化选品 | [^1]: 基于Spark的零售交易数据挖掘分析与可视化 [^2]: Spark上下文初始化配置 [^3]: 零售交易数据的Spark处理与可视化 [^4]: 商品描述关键词分析实现
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