Spark中的资源调度

Spark中涉及的资源调度可以分为4层:

• YARN对不同SparkApplication(SparkContext)的调度
• 同一个SparkAppliction内不同资源池(pool)之间的调度
• 同一个SparkAppliction内同一个资源池(pool)内不同TaskSetManager的调度
• 同一个SparkAppliction内同一个资源池(pool)内同一个TaskSetManager内的Task调度

前置为啥需要资源调度

当用户提交作业，Spark内部的执行流程如下图:

Spark上层的SQL/Streaming等最终都会生成RDD到底层SparkCore执行。如上图所示当RDD执行一个action类型的算子(如collect)会触发一个Job的提交到DAGScheduler，DAGScheduler会将Job拆成Stage(根据shuffle来拆分Stage)形成一个DAG，拆分的Stage之间有依赖关系，最后执行的是ResultStage,ResuStage之前会依赖ShuffleMapStage等，每个Stage的执行都需要先将它的父Stage执行完成。

当提交一个Stage执行时，Spark会给Stage生成一个对应的TaskSetManager，TaskSetManager用来管理该Stage中所有的Task。

当有多个用户同时提交作业到同一个SparkApplication时(如通过beeline客户端提交SQL到SparkThriftServer,SparkThriftServer就是一个常驻的SparkApplication)，SparkApplication里面最终会有很多的TaskSetManager产生，那如何对这些TaskSetManager进行调度呢，比如当有资源空闲的时候选择哪个TaskSetManager先执行呢？当选择了某个TaskSetManager后，如何选择该TaskSetManager里面的某个Task优先执行呢？这里面就涉及了资源调度的问题。

Spark调度器

参考： Spark调度文档
Spark调度器是指在同一个SparkApplication内Spark如何对TaskSetManager(图中简写TSM)进行调度，以及同一个TaskSetManager内的Task如何调度。

调度类型

Spark内部支持两种类型的资源调度

场景

调度类型

备注

pool之间FIFO/FAIR可以通过spark.scheduler.mode来配置
pool内FIFO/FAIR若spark.scheduler.mode=FIFO，则pool内只能是FIFO，若spark.scheduler.mode=FAIR，pool内可以通过fairscheduler.xml来配置,可以为FIFO或者FAIR

• FIFO
  先入先出，后面的TaskSetManager要等比自己先提交的TaskSetManager执行完了才能执行，如果先提交的TaskSetManager要很长很长时间才能执行完，也只能等待。如第一个人提交了一个大SQL，第二个人提交了一个很小的SQL(可能几秒就运行完了)，也是需要等待大SQL有资源空出了才能执行。
• FAIR

公平调度，会根据fairscheduler.xml里面的相关配置来进行调度，如weight/minShare等配置信息进行调度。即使前面有个大SQL运行，小SQL也是有机会获取到资源运行(根据实际的配置信息)，不需要等待。

配置使用流程

• 启动SparkApplication可以执行pool之间的调度策略，通过spark.scheduler.mode来指定(默认FIFO)
• 如果是使用FAIR时，用户启动前还需要提供资源池的配置信息(fairscheduler.xml),
  参考如下

<allocations>  <pool name="production">    <schedulingMode>FAIR</schedulingMode>    <weight>1</weight>    <minShare>2</minShare>  </pool>  <pool name="test">    <schedulingMode>FIFO</schedulingMode>    <weight>2</weight>    <minShare>3</minShare>  </pool></allocations>

• 如果是FAIR，用户提交作业时可指定pool名称，可通过设置spark.scheduler.pool来指定，默认是default
• 如果是FAIR，提交完后Spark会通过FAIR进行pool之间的调度，以及pool内部通过fairscheduler.xml的配置策略调度(如上面xml中test pool内部使用FIFO来调度，而production pool内部使用FAIR来调度)

UI显示

FIFO

 

FAIR

 

4层调度SparkApplication调度

用户提交SparkApplication到YARN中运行，是通过YARN的队列(Queue)进行调度。提交SparkApplication时可以通过参数spark.yarn.queue来指定该SparkApplication提交到YARN的哪个队列(该队列的具体资源配置可参考YARN官方文档( FAIR, Capacity)

pool之间的调度

同一个SparkApplication内部可参考上面前置->配置使用流程小节。

通过spark.scheduler.mode来设置启动SparkApplicaion，如果是FAIR，需要配置好fairscheduler.xml。

pool内的调度

同一个pool内部可参考上面前置->配置使用流程小节。

当spark.scheduler.mode=FIFO，pool内部只能默认使用FIFO调度，用户也无需配置相关xml；
当spark.scheduler.mode=FAIR，需要用到前面的fairscheduler.xml，通过spark.scheduler.pool来设置提交到哪个pool

TaskSetManager内的Task调度

TaskSetManager是pool内调度的单元，当pool内部根据调度算法获取到了某个TaskSetManager，然后还需要从这个TaskSetManager获取到一些Task来实际运行，这个地方就是TaskSetManager内部的Task调度。

Task调度主要是考虑locality，即对于某个被调度的executor，根据
ROCESS_LOCAL -> NODE_LOCAL -> NO_PREF -> RACK_LOCAL ->ANY的顺序从TaskSetManager中选择Task去这个executor上面执行。

测试测试SQL

SQL

备注

大SQL整个SQL执行完耗费时间长
小SQL整个SQL执行完耗费时间短测试环境

使用SparkThriftServer进行测试，fairscheduler.xml使用上面的配置。

测试场景

场景

pool间调度

pool内调度

场景1FIFO无
场景2FAIR大SQL和小SQL分别提交到各自pool
场景3FAIR大SQL和小SQL提交到同一个pool(FIFO/FAIR)

备注: 都是先提交大SQL，然后再提交小SQL

测试结果

• 场景1
  小SQL等待大SQL有资源空出(如最后大SQL只剩余几个Task在跑了)才能执行，即需要等待
• 场景2
  小SQL不需要等待大SQL空出资源，当大SQL在执行的过程中，小SQL有机会能根据FAIR算法获取到资源执行。
• 场景3
  当pool内部调度是FIFO时，小SQL需要等待大SQL资源空出