Spark 键值对操作

本文详细介绍了Spark中键值对RDD的操作,包括创建、转化、聚合、并行度调优、数据分组、连接、排序等。重点讨论了reduceByKey()、groupByKey()、join()、cogroup()等操作,以及如何自定义分区方式来优化性能。

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Spark 键值对操作

2019年11月22日

简介

键值对RDD通常用来进行聚合计算

键值对RDD在各节点上分布情况的高级特性:分区

使用可控的分区方式把常被一起访问的数据放到同一个节点上,可以大大减少应用的同学开销,带来明显的性能提升。

为分布式数据集选取正确的分区方式。

pair RDD提供 reduceByKey()方法,可以分别规约每个键对应的数据。

Join()方法,可以把两个RDD中键相同的元素组合到一起,合并为一个RDD

创建Pair RDD

  1. 存取键值对数据格式会在读取时直接返回其键值对数据组成的pair RDD。

  2. 普通RDD转为pair RDD时,可以调用map()函数实现,传递的函数需要返回键值对。

  • 在Scala中使用第一个单词作为键创建出一个pair RDD
val pairs = lines.map(x => (x.split(" ")(0), x))
  1. Scala从一个内存中的数据集创建pari RDD时,只需要对这个由二元组组成的集合调用SparkContext.parallelize()方法。

Pair RDD的转化操作

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

例:用Scala对第二个元素进行筛选

pairs.filter{
   case (key, value) => value.length < 20}

聚合操作

reduceByKey()与reduce()类似,对数据集中的每个键进行并行的规约操作,每个规约操作会将键相同的值合并起来。返回一个新的RDD。

例:计算每个键对应的平均值

rdd.mapValues(x => (x, 1)).reduceByKey((x, y) => (x._1 + y._1, x._2 + y._2))

在这里插入图片描述
例:用Scala实现单词计数

val input = sc.textFile("s3://...")

val words = input.flatMap(x => x.split(" "))

val result = words.map(x => (x, 1)).reduceByKey((x, y) => x + y)

针对单词计数,可以使用countByValue()函数,更快实现:

input.flatMap(x => x.split(" ")).countByValue()

combineByKey()是最为常用的基于键进行聚合的函数。和aggregate()一样,combineByKey()可以让用户返回与输入数据的类型不同的返回值。

combineByKey()有多个参数分别对应聚合操作的各个阶段,因而非常适合用来解释聚合操作各个阶段的功能划分。

例:在Scala中使用combineByKey()来求每个键对应的平均值


                
### 使用 Spark RDD 读取文件并处理键值对 为了实现通过 Spark RDD 来读取文件并处理其中的键值对,可以采用如下方法: #### 创建环境与初始化 SparkContext 首先,在使用任何 Spark 功能之前,需创建一个 `SparkConf` 对象来配置应用程序,并基于此对象实例化 `SparkContext`。 ```scala import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext} val conf = new SparkConf().setAppName("ReadFileAndProcessKeyValuePairs").setMaster("local[*]") val sc = new SparkContext(conf) ``` #### 文件读取转换成 RDD 并解析为键值对 假设有一个文本文件每行数据由制表符分隔表示一对键和值,则可以通过调用 `sc.textFile()` 方法加载该文件到内存中形成 RDD 后再映射每一行为对应的键值对形式。 ```scala // 假设文件路径名为 "file_path" val lines = sc.textFile("file_path") // 将每一行分割键值对的形式 val keyValuePairs = lines.map(line => { val parts = line.split("\t") // 或者其他合适的分隔符 (parts(0), parts(1)) }) ``` 上述代码片段展示了如何将输入的数据集中的记录按照指定的方式拆分成键值二元组[^1]。 #### 处理键值对 一旦获得了包含键值对的 RDD (`keyValuePairs`) ,就可以对其进行各种操作。例如统计每个唯一键关联了多少条目;或者计算特定条件下某些键对应的所有值之总和等复杂业务逻辑运算。 对于简单的计数场景可直接应用 `countByKey()` 函数获取结果字典,而对于更复杂的聚合需求则可能需要用到像 `reduceByKey(func)` 这样的函数来进行自定义规约过程[^2]。 需要注意的是如果涉及到跨分区的操作比如 `groupByKey` 那么会触发 shuffle 操作从而影响性能因此应该谨慎评估是否真的必要执行此类变换[^3]。
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