大数据IMF传奇行动绝密课程第98-99课:使用Spark Streaming实战对论坛网站动态行为的多维度分析

使用Spark Streaming实战对论坛网站动态行为的多维度分析

1、技术分析
2、实现实战

package com.tom.spark.SparkApps.sparkstreaming;

import java.io.PrintWriter;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

import kafka.serializer.StringDecoder;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.function.Function;
import org.apache.spark.api.java.function.Function2;
import org.apache.spark.api.java.function.PairFunction;
import org.apache.spark.streaming.Durations;
import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairDStream;
import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairInputDStream;
import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaStreamingContext;
import org.apache.spark.streaming.kafka.KafkaUtils;

import scala.Tuple2;

public class OnlineBBSUserLogs {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        /**
         * 第一步:配置SparkConf,
         * 1、至少2条线程:因为Spark Streaming应用程序在运行的时候至少有一条
         * 线程用于不断的循环接收数据,并且至少有一条线程用于处理接收的数据(否则的话无法有线程用
         * 于处理数据,随着时间的推移,内存和磁盘都会不堪重负)
         * 2、对于集群而言,每个Executor一般肯定不止一个Thread,那对于处理Spark Streaming
         * 应用程序而言,每个Executor一般分配多少Core比较合适?根据经验,5个左右的Core是最佳的
         * (一个段子:分配为奇数个Core表现最佳,例如3个、5个、7个Core等
         */
        SparkConf conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("OnlineBBSUserLogs");
        /**
         * 第二步:创建Spark StreamingContext:
         * 1、这是SparkStreaming应用程序所有功能的起始点和程序调度的核心.
         * SparkStreamingContext的构建可以基于SparkConf参数,也可以基于持久化的SparkStreamingContext的
         * 内容来恢复过来(典型的场景是Driver崩溃后重新启动,由于Spark Streaming具有连续7*24小时不间断运行的特征,
         * 所以需要在Driver重新启动后继续上一次的状态,此时的状态恢复需要基于曾经的Checkpoint)
         * 2、在一个Spark Streaming应用程序中可以创建若干个SparkStreamingContext对象,使用下一个SparkStreaming
         * 之前需要把前面正在运行的SparkStreamingContext对象关闭掉,由此,我们得出一个重大启发,SparkStreaming框架也只是
         * Spark Core上的一个应用程序而已,只不过Spark Streaming框架想运行的话需要Spark工程师写业务逻辑处理代码
         */
        JavaStreamingContext javassc = new JavaStreamingContext(conf, Durations.seconds(5));

        /**
         * 第三步:创建Spark Streaming输入数据来源input Stream:
         * 1、数据输入来源可以基于File、HDFS、Flume、Kafka、Socket等
         * 2、在这里我们指定数据来源于网络Socket端口,Spark Streaming连接上该端口并在运行的时候一直监听该端口的数据
         *      (当然该端口服务首先必须存在),并且在后续会根据业务需要不断有数据产生(当然对于Spark Streaming
         *      应用程序的运行而言,有无数据其处理流程都是一样的)
         * 3、如果经常在每间隔5秒钟没有数据的话不断启动空的Job其实会造成调度资源的浪费,因为并没有数据需要发生计算;所以
         *      实际的企业级生成环境的代码在具体提交Job前会判断是否有数据,如果没有的话就不再提交Job;
         */
        Map<String, String> kafkaParameters = new HashMap<String, String>();
        kafkaParameters.put("metadata.broker.list", "Master:9092,Worker1:9092,Worker2:9092");
        Set<String> topics = new HashSet<String>();
        topics.add("UserLogs");

        JavaPairInputDStream<String, String> lines = KafkaUtils.createDirectStream(javassc, 
                String.class, String.class, 
                StringDecoder.class, StringDecoder.class,
                kafkaParameters, 
                topics);
        //在线PV计算
        onlinePagePV(lines);
        //在线UV计算
        onlineUV(lines);
        //在线注册人数
        onlineRegistered(lines);
        //在线跳出率
        onlineJumped(lines);
        //在线不同模块的PV
        onlineChannelPV(lines);

        /**
         * Spark Streaming 执行引擎也就是Driver开始运行,Driver启动的时候是位于一条新的线程中的,当然其内部有消息循环体,用于
         * 接收应用程序本身或者Executor中的消息,
         */
        javassc.start();
        javassc.awaitTermination();
//      javassc.close();
    }
    private static void onlineChannelPV(
            JavaPairInputDStream<String, String> lines) {
        // TODO Auto-generated method stub
        lines.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String, String>, String, Long>() {

            public Tuple2<String, Long> call(Tuple2<String, String> t) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = t._2.split("\t");
                String channelName = logs[4];
                return new Tuple2<String, Long>(channelName, 1L);
            }
        }).reduceByKey(new Function2<Long, Long, Long>(){
            //对相同的key,进行Value的累加(包括Local和Reducer级别同时Reduce)
            public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return v1 + v2;
            }

        }).print();
    }
    private static void onlineJumped(JavaPairInputDStream<String, String> lines) {
        // TODO Auto-generated method stub
        lines.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String, String>, Long, Long>() {

            public Tuple2<Long, Long> call(Tuple2<String, String> t) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = t._2.split("\t");
                Long userId = Long.valueOf("null".equals(logs[2]) ? "-1" : logs[2]);
                return new Tuple2<Long, Long>(userId, 1L);
            }
        }).reduceByKey(new Function2<Long, Long, Long>(){
            //对相同的key,进行Value的累加(包括Local和Reducer级别同时Reduce)
            public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return v1 + v2;
            }

        }).filter(new Function<Tuple2<Long, Long>, Boolean>() {

            public Boolean call(Tuple2<Long, Long> v1) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub

                return 1L == v1._2;
            }
        }).count().print();
    }
    private static void onlineRegistered(
            JavaPairInputDStream<String, String> lines) {
        // TODO Auto-generated method stub
        lines.filter(new Function<Tuple2<String,String>, Boolean>() {

            public Boolean call(Tuple2<String, String> v1) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = v1._2.split("\t");
                String action = logs[5];
                return "register".equals(action);
            }
        }).count().print();
    }
    /**
     * 因为要计算UV,所以需要获得同样的Page的不同的User,这个时候就需要去重操作,DStream中有distinct吗?当然没有(截止到Spark1.6.1)
     * 此时我们就需要求助于DStream魔术般的方法transform,在该方法内部直接对RDD进行distinct操作,这样就是实现了用户UserID的去重,进而计算UV
     * @param lines
     */
    private static void onlineUV(JavaPairInputDStream<String, String> lines) {
        // TODO Auto-generated method stub
        /**
         * 第四步:接下来就像对于RDD编程一样基于DStream进行编程,原因是DStream是RDD产生的模板(或者说类),在Spark Streaming具体
         * 发生计算前,其实质是把每个Batch的DStream的操作翻译成为对RDD的操作!
         * 
         */
        JavaPairDStream<String, String> logsDStream = lines.filter(new Function<Tuple2<String,String>, Boolean>() {

            public Boolean call(Tuple2<String, String> v1) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = v1._2.split("\t");
                String action = logs[5];
                return "view".equals(action);
            }
        });

        /**
         * 第4.2步:在单词拆分的基础上对每个单词实例计数为1,也就是word => (word, 1)
         */
        logsDStream.map(new Function<Tuple2<String,String>, String>() {

            public String call(Tuple2<String, String> v1) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = v1._2.split("\t");
                Long userId = Long.valueOf(logs[2] != null ? logs[2] : "-1");
                Long pageId = Long.valueOf(logs[3]);
                return pageId + "_" + userId;
            }
        }).transform(new Function<JavaRDD<String>, JavaRDD<String>>() {

            public JavaRDD<String> call(JavaRDD<String> v1) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return v1.distinct();
            }
        }).mapToPair(new PairFunction<String, Long, Long>() {

            public Tuple2<Long, Long> call(String t) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = t.split("_");
                Long pageId = Long.valueOf(logs[0]);
                return new Tuple2<Long, Long>(pageId, 1L);
            }
        }).reduceByKey(new Function2<Long, Long, Long>(){
            //对相同的key,进行Value的累加(包括Local和Reducer级别同时Reduce)
            public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return v1 + v2;
            }

        }).print();
    }

    private static void onlinePagePV(JavaPairInputDStream<String, String> lines) {
        /**
         * 第四步:接下来就像对于RDD编程一样基于DStream进行编程,原因是DStream是RDD产生的模板(或者说类),在Spark Streaming具体
         * 发生计算前,其实质是把每个Batch的DStream的操作翻译成为对RDD的操作!
         */
        JavaPairDStream<String, String> logsDStream = lines.filter(new Function<Tuple2<String,String>, Boolean>() {

            public Boolean call(Tuple2<String, String> v1) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = v1._2.split("\t");
                String action = logs[5];
                return "view".equals(action);
            }
        });

        /**
         * 第4.2步:在单词拆分的基础上对每个单词实例计数为1,也就是word => (word, 1)
         */
        JavaPairDStream<Long, Long> pairs = logsDStream.mapToPair(new PairFunction<Tuple2<String,String>, Long, Long>() {

            public Tuple2<Long, Long> call(Tuple2<String, String> t)
                    throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                String[] logs = t._2.split("\t");
                Long pageId = Long.valueOf(logs[3]);
                return new Tuple2<Long, Long>(pageId, 1L);
            }
        });
     /**
     * 第4.3步:在单词实例计数为1基础上,统计每个单词在文件中出现的总次数
     */
        JavaPairDStream<Long, Long> wordsCount = pairs.reduceByKey(new Function2<Long, Long, Long>(){
            //对相同的key,进行Value的累加(包括Local和Reducer级别同时Reduce)
            public Long call(Long v1, Long v2) throws Exception {
                // TODO Auto-generated method stub
                return v1 + v2;
            }           
        });

        /**
         * 此处的print并不会直接触发Job的支持,因为现在的一切都是在Spark Streaming框架的控制之下的,对于SparkStreaming
         * 而言,具体是否触发真正的Job运行是基于设置的Duration时间间隔的
         * 
         * 注意,Spark Streaming应用程序要想执行具体的Job,对DStream就必须有ouptputstream操作
         * outputstream有很多类型的函数触发,例如print,saveAsTextFile,saveAsHadoopFiles等,
         * 其中最为重要的一个方法是foreachRDD,因为Spark Streaming处理的结果一般会放在Redis、DB、DashBoard
         * 等上面,所以foreachRDD主要就是用来完成这些功能的,而且可以随意自定义具体数据到底放在哪里。
         * 
         * 在企业生产环境下,一般会把计算的数据放入Redis或者DB中,采用J2EE等技术进行趋势的绘制等,这就像动态更新的股票交易一样,
         * 来实现在线的监控等
         */
        wordsCount.print();
    }
}

数据生成代码:

package com.tom.spark.SparkApps.sparkstreaming;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Properties;
import java.util.Random;

import kafka.javaapi.producer.Producer;
import kafka.producer.KeyedMessage;
import kafka.producer.ProducerConfig;

/**
 * 论坛数据自动生成代码,该生成的数据会作为Producer的方式发送给Kafka,然后Spark Streaming程序会从
 * Kafka中在线Pull到论坛或者网站的用户在线行为信息,进而进行多维度的在线分析 数据格式如下: data:日期,格式为yyyy-MM-dd
 * timestamp:时间戳 userID:用户ID pageID:页面ID channelID:板块ID action:点击和注册
 */
public class SparkStreamingDataManuallyProducerForKafka extends Thread {

    static String[] channelNames = new String[] { "Spark", "Scala", "Kafka",
            "Flink", "Hadoop", "Storm", "Hive", "Impala", "HBase", "ML" };
    // 用户的两种行为模式
    static String[] actionNames = new String[] { "register", "view" };
    private String topic; // 发送给Kafka的数据的类别
    private Producer<Integer, String> producerForKafka;

    private static String dateToday;
    private static Random random;

    public SparkStreamingDataManuallyProducerForKafka(String topic) {
        random = new Random();
        dateToday = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date());
        this.topic = topic;
        Properties conf = new Properties();
        conf.put("metadata.broker.list",
                "Master:9092,Worker1:9092,Worker2:9092");
        conf.put("serializer.class", "kafka.serializer.StringEncoder");
        producerForKafka = new Producer<Integer, String>(new ProducerConfig(
                conf));
    }

    public void run() {
        int counter = 0;
        while (true) {
            counter++;
            String userLog = userlogs();
            System.out.println("product:" + userLog);
            producerForKafka.send(new KeyedMessage<Integer, String>(topic,
                    userLog));

            if (0 == counter % 500) {
                counter = 0;
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SparkStreamingDataManuallyProducerForKafka("UserLogs").start();
    }

    private static String userlogs() {
        // TODO Auto-generated method stub

        StringBuffer userLogBuffer = new StringBuffer("");
        int[] unregisteredUsers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };

        long timestamp = new Date().getTime();
        Long userID = 0L;
        long pageID = 0;

        // 随机生成的用户ID
        if (unregisteredUsers[random.nextInt(8)] == 1) {
            userID = null;
        } else {
            userID = (long) random.nextInt((int) 2000);
        }
        // 随机生成的页面ID
        pageID = random.nextInt((int) 2000);
        // 随机生成Channel
        String channel = channelNames[random.nextInt(10)];

        // 随机生成acton行为
        String action = actionNames[random.nextInt(2)];

        userLogBuffer.append(dateToday).append("\t").append(timestamp)
                .append("\t").append(userID).append("\t").append(pageID)
                .append("\t").append(channel).append("\t").append(action);

        return userLogBuffer.toString();
    }
}
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