spark中的map-side-join关联优化

将多份数据进行关联是数据处理过程中非常普遍的用法，不过在分布式计算系统中，这个问题往往会变的非常麻烦，因为框架提供的 join 操作一般会将所有数据根据 key 发送到所有的 reduce 分区中去，也就是 shuffle 的过程。造成大量的网络以及磁盘IO消耗，运行效率极其低下，这个过程一般被称为 reduce-side-join。
如果其中有张表较小的话，我们则可以自己实现在 map 端实现数据关联，跳过大量数据进行 shuffle 的过程，运行时间得到大量缩短，根据不同数据可能会有几倍到数十倍的性能提升。

用于在海量数据中匹配少量特定数据

原理图

代码说明

将少量的数据转化为Map进行广播，广播会将此 Map 发送到每个节点中，如果不进行广播，每个task执行时都会去获取该Map数据，造成了性能浪费。

val people_info = sc.parallelize(Array(("110","lsw"),("222","yyy"))).collectAsMap()
val people_bc = sc.broadcast(people_info)

对大数据进行遍历，使用mapPartition而不是map，因为mapPartition是在每个partition中进行操作，因此可以减少遍历时新建broadCastMap.value对象的空间消耗，同时匹配不到的数据也不会返回（）。

val res = student_all.mapPartitions(iter =>{
    val stuMap = people_bc.value
    val arrayBuffer = ArrayBuffer[(String,String,String)]()
    iter.foreach{case (idCard,school,sno) =>{
        if(stuMap.contains(idCard)){
        arrayBuffer.+= ((idCard, stuMap.getOrElse(idCard,""),school))
    }
    }}
    arrayBuffer.iterator
})

也可以使用 for 的守卫机制来实现上述代码

val res1 = student_all.mapPartitions(iter => {
    val stuMap = people_bc.value
    for{
        (idCard, school, sno) <- iter
        if(stuMap.contains(idCard))
        } yield (idCard, stuMap.getOrElse(idCard,""),school)
})

完整代码

import org.apache.spark.{SparkContext, SparkConf}
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

object joinTest extends App{

  val conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("test")
  val sc = new SparkContext(conf)

  /**
   * map-side-join
   * 取出小表中出现的用户与大表关联后取出所需要的信息
   * */
   
   //小表
  val small = sc.parallelize(Array(("1","a"),("2","b"))).collectAsMap()
  //大表
  val big = sc.parallelize(Array(("1","s1","11"),("2","s2","22"), ("3","s3","33"),("4","s2","44")))
  //将需要关联的小表进行关联
  val smallbc = sc.broadcast(small)

  /**
   * 使用mapPartition而不是用map，减少创建broadCastMap.value的空间消耗
   * 同时匹配不到的数据也不需要返回（）
   * */
  val res = big.mapPartitions(iter =>{
    val smallMap = smallbc.value
    val arrayBuffer = ArrayBuffer[(String,String,String)]()
    iter.foreach{case (id,belong,no) =>{
      if(smallMap.contains(id)){
        arrayBuffer.+= ((id, smallMap.getOrElse(id,""),belong))
      }
    }}
    arrayBuffer.iterator
  })

  /**
   * 使用另一种方式实现
   * 使用for的守卫
   * */
  val res1 = big.mapPartitions(iter => {
    val smallMap = smallbc.value
    for{
      (idCard, school, sno) <- iter
      if(smallMap.contains(id))
    } yield (id, smallMap.getOrElse(id,""),belong)
  })

  res.foreach(println)

结果：

1,a,s1