spark 大型项目实战(五十七):数据倾斜解决方案之sample采样倾斜key进行两次join

本文介绍了一种解决数据处理中数据倾斜问题的有效方法:通过将导致数据倾斜的关键键值分离出来并单独处理,以此来分散负载,提高并行处理效率。此方法尤其适用于那些在大数据处理场景下因个别键值数据量过大而引发的数据倾斜问题。

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这个方案的实现思路,跟大家解析一下:其实关键之处在于,将发生数据倾斜的key,单独拉出来,放到一个RDD中去;就用这个原本会倾斜的key RDD跟其他RDD,单独去join一下,这个时候,key对应的数据,可能就会分散到多个task中去进行join操作。

就不至于说是,这个key跟之前其他的key混合在一个RDD中时,肯定是会导致一个key对应的所有数据,都到一个task中去,就会导致数据倾斜
!

这种方案什么时候适合使用?

优先对于join,肯定是希望能够采用上一讲讲的,reduce join转换map join。两个RDD数据都比较大,那么就不要那么搞了。

针对你的RDD的数据,你可以自己把它转换成一个中间表,或者是直接用countByKey()的方式,你可以看一下这个RDD各个key对应的数据量;此时如果你发现整个RDD就一个,或者少数几个key,是对应的数据量特别多;尽量建议,比如就是一个key对应的数据量特别多。

此时可以采用咱们的这种方案,单拉出来那个最多的key;单独进行join,尽可能地将key分散到各个task上去进行join操作。

什么时候不适用呢?

如果一个RDD中,导致数据倾斜的key,特别多;那么此时,最好还是不要这样了;还是使用我们最后一个方案,终极的join数据倾斜的解决方案。
就是说,咱们单拉出来了,一个或者少数几个可能会产生数据倾斜的key,然后还可以进行更加优化的一个操作;

对于那个key,从另外一个要join的表中,也过滤出来一份数据,比如可能就只有一条数据。userid2infoRDD,一个userid key,就对应一条数据。

然后呢,采取对那个只有一条数据的RDD,进行flatMap操作,打上100个随机数,作为前缀,返回100条数据。

单独拉出来的可能产生数据倾斜的RDD,给每一条数据,都打上一个100以内的随机数,作为前缀。

再去进行join,是不是性能就更好了。肯定可以将数据进行打散,去进行join。join完以后,可以执行map操作,去将之前打上的随机数,给去掉,然后再和另外一个普通RDD join以后的结果,进行union操作。

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### Spark 数据倾斜优化方案与最佳实践 #### 背景概述 在分布式计算框架中,数据倾斜是一个常见的问题,尤其是在 Shuffle 阶段。当某些分区的数据量远大于其他分区时,就会导致部分任务执行时间过长,从而拖慢整个作业的完成速度[^1]。 #### 优化方法分类 以下是几种常用的 Spark 数据倾斜优化方法及其特点: #### 方法一:调整并行度 通过增加 Shuffle 的分区数来减少单个 Task 处理的数据量。可以通过以下方式实现: - 设置 `spark.default.parallelism` 参数。 - 对于 Spark SQL,可通过 `SET spark.sql.shuffle.partitions=[num_tasks]` 来动态调整分区数量[^3]。 这种方法的优点在于实现简单、成本低,适合初步缓解数据倾斜问题;但其局限性在于仅能分散 Key 的分布,对于严重的单一 Key 倾斜无明显效果。 #### 方法二:广播小表 当存在大表 Join 小表的情况时,可以利用广播变量将小表分发至各个节点内存中,避免 Shuffle 操作带来的性能损耗。这种方式能够显著提高 Join 效率[^4]。 代码示例如下: ```scala val smallTableBroadcast = sc.broadcast(smallTable.collectAsMap()) val result = largeRDD.mapPartitions { iter => val broadcastedSmallTable = smallTableBroadcast.value iter.flatMap(row => { Option(broadcastedSmallTable.get(row.key)).map(value => (row, value)) }) } ``` #### 方法三:预聚合 对于 Group By 或者 ReduceByKey 类型的操作,如果原始数据集中存在热点 Key,则可能导致下游任务负载不均衡。此时可采用采样技术预先统计各 Key 的频率,并基于此设计合理的分区逻辑。 伪代码展示: ```python sampled_data = rdd.sample(withReplacement=False, fraction=0.1).countByKey() skewed_keys = [k for k, v in sampled_data.items() if v > threshold] def custom_partitioner(key): return skewed_keys.index(key) % num_partitions if key in skewed_keys else hash(key) rdd.partitionBy(num_partitions, partitionFunc=custom_partitioner) ``` #### 方法四:算法层面改进 有时单纯依赖框架内置功能难以完全规避复杂业务场景下的数据倾斜风险,这时就需要从业务角度出发重新审视现有流程是否存在冗余计算或不合理假设之处[^2]。例如替换传统 MapReduce 思路为更高效的窗口函数表达形式等。 --- ### 结论总结 综上所述,针对 Spark 中的数据倾斜问题可以从多个维度入手加以改善,包括但不限于调节资源配额、引入高级 API 特性和重构底层模型架构等方面综合考量最为适宜。最终目标始终围绕着如何让整体系统达到更高水平的服务质量标准展开探索实践过程中的不断迭代完善机制建设工作当中去落实到位才行得通啊!
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