《Spark 官方文档》Spark SQL, DataFrames 以及 Datasets 编程指南（二）
编程方式定义Schema Scala Java Python 如果不能事先通过case class定义schema（例如，记录的字段结构是保存在一个字符串，或者其他文本数据集中，需要先解析，又或者字段对不同用户有所不同），那么你可能需要按以下三个步骤，以编程方式的创建一个DataFrame： 从已有的RDD创建一个包含Row对象的RDD 用StructType创建一个schema，和步骤1中创建的RDD的结构相匹配 把得到的schema应用于包含Row对象的RDD，调用这个方法来实现这一步：SQLContext.createDataFrame For example: 例如： // sc 是已有的SparkContext对象 val sqlContext = new org.apache.spark.sql.SQLContext(sc) // 创建一个RDD val people = sc.textFile("examples/src/main/resources/people.txt") // 数据的schema被编码与一个字符串中 val schemaString = "name age" // Import Row. import org.apache.spark.sql.Row; // Import Spark SQL 各个数据类型 import org.apache.spark.sql.types.{StructType,StructField,StringType}; // 基于前面的字符串生成schema val schema = StructType( schemaString.split(" ").map(fieldName => StructField(fieldName, StringType, true))) // 将RDD[people]的各个记录转换为Rows，即：得到一个包含Row对象的RDD val rowRDD = people.map(_.split(",")).map(p => Row(p(0), p(1).trim)) // 将schema应用到包含Row对象的RDD上，得到一个DataFrame val peopleDataFrame = sqlContext.createDataFrame(rowRDD, schema) // 将DataFrame注册为table peopleDataFrame.registerTempTable("people") // 执行SQL语句 val results = sqlContext.sql("SELECT name FROM people") // SQL查询的结果是DataFrame，且能够支持所有常见的RDD算子 // 并且其字段可以以索引访问，也可以用字段名访问 results.map(t => "Name: " + t(0)).collect().foreach(println) 数据源 Spark SQL支持基于DataFrame操作一系列不同的数据源。DataFrame既可以当成一个普通RDD来操作，也可以将其注册成一个临时表来查询。把DataFrame注册为table之后，你就可以基于这个table执行SQL语句了。本节将描述加载和保存数据的一些通用方法，包含了不同的Spark数据源，然后深入介绍一下内建数据源可用选项。 通用加载/保存函数 在最简单的情况下，所有操作都会以默认类型数据源来加载数据（默认是Parquet，除非修改了spark.sql.sources.default 配置）。 Scala Java Python R val df = sqlContext.read.load("examples/src/main/resources/users.parquet") df.select("name", "favorite_color").write.save("namesAndFavColors.parquet") 手动指定选项 你也可以手动指定数据源，并设置一些额外的选项参数。数据源可由其全名指定（如，org.apache.spark.sql.parquet），而对于内建支持的数据源，可以使用简写名（json, parquet, jdbc）。任意类型数据源创建的DataFrame都可以用下面这种语法转成其他类型数据格式。 Scala Java Python R val df = sqlContext.read.format("json").load("examples/src/main/resources/people.json") df.select("name", "age").write.format("parquet").save("namesAndAges.parquet") 直接对文件使用SQL Spark SQL还支持直接对文件使用SQL查询，不需要用read方法把文件加载进来。 Scala Java Python R val df = sqlContext.sql("SELECT * FROM parquet.`examples/src/main/resources/users.parquet`") 保存模式 Save操作有一个可选参数SaveMode，用这个参数可以指定如何处理数据已经存在的情况。很重要的一点是，这些保存模式都没有加锁，所以其操作也不是原子性的。另外，如果使用Overwrite模式，实际操作是，先删除数据，再写新数据。 仅Scala/Java 所有支持的语言 含义 SaveMode.ErrorIfExists(default) "error"(default) （默认模式）从DataFrame向数据源保存数据时，如果数据已经存在，则抛异常。 SaveMode.Append "append" 如果数据或表已经存在，则将DataFrame的数据追加到已有数据的尾部。 SaveMode.Overwrite "overwrite" 如果数据或表已经存在，则用DataFrame数据覆盖之。 SaveMode.Ignore "ignore" 如果数据已经存在，那就放弃保存DataFrame数据。这和SQL里CREATE TABLE IF NOT EXISTS有点类似。 保存到持久化表 在使用HiveContext的时候，DataFrame可以用saveAsTable方法，将数据保存成持久化的表。与registerTempTable不同，saveAsTable会将DataFrame的实际数据内容保存下来，并且在HiveMetastore中创建一个游标指针。持久化的表会一直保留，即使Spark程序重启也没有影响，只要你连接到同一个metastore就可以读取其数据。读取持久化表时，只需要用用表名作为参数，调用SQLContext.table方法即可得到对应DataFrame。 默认情况下，saveAsTable会创建一个”managed table“，也就是说这个表数据的位置是由metastore控制的。同样，如果删除表，其数据也会同步删除。 Parquet文件 Parquet是一种流行的列式存储格式。Spark SQL提供对Parquet文件的读写支持，而且Parquet文件能够自动保存原始数据的schema。写Parquet文件的时候，所有的字段都会自动转成nullable，以便向后兼容。 编程方式加载数据 仍然使用上面例子中的数据： Scala Java Python R Sql // 我们继续沿用之前例子中的sqlContext对象 // 为了支持RDD隐式转成DataFrame import sqlContext.implicits._ val people: RDD[Person] = ... // 和上面例子中相同，一个包含case class对象的RDD // 该RDD将隐式转成DataFrame，然后保存为parquet文件 people.write.parquet("people.parquet") // 读取上面保存的Parquet文件(多个文件 - Parquet保存完其实是很多个文件)。Parquet文件是自描述的，文件中保存了schema信息 // 加载Parquet文件，并返回DataFrame结果 val parquetFile = sqlContext.read.parquet("people.parquet") // Parquet文件（多个）可以注册为临时表，然后在SQL语句中直接查询 parquetFile.registerTempTable("parquetFile") val teenagers = sqlContext.sql("SELECT name FROM parquetFile WHERE age >= 13 AND age <= 19") teenagers.map(t => "Name: " + t(0)).collect().foreach(println) 分区发现 像Hive这样的系统，一个很常用的优化手段就是表分区。在一个支持分区的表中，数据是保存在不同的目录中的，并且将分区键以编码方式保存在各个分区目录路径中。Parquet数据源现在也支持自动发现和推导分区信息。例如，我们可以把之前用的人口数据存到一个分区表中，其目录结构如下所示，其中有2个额外的字段，gender和country，作为分区键： path └── to └── table ├── gender=male │ ├── ... │ │ │ ├── country=US │ │ └── data.parquet │ ├── country=CN │ │ └── data.parquet │ └── ... └── gender=female ├── ... │ ├── country=US │ └── data.parquet ├── country=CN │ └── data.parquet └── ... 在这个例子中，如果需要读取Parquet文件数据，我们只需要把 path/to/table 作为参数传给 SQLContext.read.parquet 或者 SQLContext.read.load。Spark SQL能够自动的从路径中提取出分区信息，随后返回的DataFrame的schema如下： root |-- name: string (nullable = true) |-- age: long (nullable = true) |-- gender: string (nullable = true) |-- country: string (nullable = true) 注意，分区键的数据类型将是自动推导出来的。目前，只支持数值类型和字符串类型数据作为分区键。 有的用户可能不想要自动推导出来的分区键数据类型。这种情况下，你可以通过 spark.sql.sources.partitionColumnTypeInference.enabled （默认是true）来禁用分区键类型推导。禁用之后，分区键总是被当成字符串类型。 从Spark-1.6.0开始，分区发现默认只在指定目录的子目录中进行。以上面的例子来说，如果用户把 path/to/table/gender=male 作为参数传给 SQLContext.read.parquet 或者 SQLContext.read.load，那么gender就不会被作为分区键。如果用户想要指定分区发现的基础目录，可以通过basePath选项指定。例如，如果把 path/to/table/gender=male作为数据目录，并且将basePath设为 path/to/table，那么gender仍然会最为分区键。 Schema合并 像ProtoBuffer、Avro和Thrift一样，Parquet也支持schema演变。用户从一个简单的schema开始，逐渐增加所需的新字段。这样的话，用户最终会得到多个schema不同但互相兼容的Parquet文件。目前，Parquet数据源已经支持自动检测这种情况，并合并所有文件的schema。 因为schema合并相对代价比较大，并且在多数情况下不是必要的，所以从Spark-1.5.0之后，默认是被禁用的。你可以这样启用这一功能： 读取Parquet文件时，将选项mergeSchema设为true（见下面的示例代码） 或者，将全局选项spark.sql.parquet.mergeSchema设为true Scala Python R // 继续沿用之前的sqlContext对象 // 为了支持RDD隐式转换为DataFrame import sqlContext.implicits._ // 创建一个简单的DataFrame，存到一个分区目录中 val df1 = sc.makeRDD(1 to 5).map(i => (i, i * 2)).toDF("single", "double") df1.write.parquet("data/test_table/key=1") // 创建另一个DataFrame放到新的分区目录中， // 并增加一个新字段，丢弃一个老字段 val df2 = sc.makeRDD(6 to 10).map(i => (i, i * 3)).toDF("single", "triple") df2.write.parquet("data/test_table/key=2") // 读取分区表 val df3 = sqlContext.read.option("mergeSchema", "true").parquet("data/test_table") df3.printSchema() // 最终的schema将由3个字段组成（single，double，triple） // 并且分区键出现在目录路径中 // root // |-- single: int (nullable = true) // |-- double: int (nullable = true) // |-- triple: int (nullable = true) // |-- key : int (nullable = true) Hive metastore Parquet table转换 在读写Hive metastore Parquet 表时，Spark SQL用的是内部的Parquet支持库，而不是Hive SerDe，因为这样性能更好。这一行为是由spark.sql.hive.convertMetastoreParquet 配置项来控制的，而且默认是启用的。 Hive/Parquet schema调和 Hive和Parquet在表结构处理上主要有2个不同点： Hive大小写敏感，而Parquet不是 Hive所有字段都是nullable的，而Parquet需要显示设置 由于以上原因，我们必须在Hive metastore Parquet table转Spark SQL Parquet table的时候，对Hive metastore schema做调整，调整规则如下： 两种schema中字段名和字段类型必须一致（不考虑nullable）。调和后的字段类型必须在Parquet格式中有相对应的数据类型，所以nullable是也是需要考虑的。 调和后Spark SQL Parquet table schema将包含以下字段： 只出现在Parquet schema中的字段将被丢弃 只出现在Hive metastore schema中的字段将被添加进来，并显式地设为nullable。 刷新元数据 Spark SQL会缓存Parquet元数据以提高性能。如果Hive metastore Parquet table转换被启用的话，那么转换过来的schema也会被缓存。这时候，如果这些表由Hive或其他外部工具更新了，你必须手动刷新元数据。 Scala Java Python Sql // 注意，这里sqlContext是一个HiveContext sqlContext.refreshTable("my_table") 配置 Parquet配置可以通过 SQLContext.setConf 或者 SQL语句中 SET key=value来指定。 属性名 默认值 含义 spark.sql.parquet.binaryAsString false 有些老系统，如：特定版本的Impala，Hive，或者老版本的Spark SQL，不区分二进制数据和字符串类型数据。这个标志的意思是，让Spark SQL把二进制数据当字符串处理，以兼容老系统。 spark.sql.parquet.int96AsTimestamp true 有些老系统，如：特定版本的Impala，Hive，把时间戳存成INT96。这个配置的作用是，让Spark SQL把这些INT96解释为timestamp，以兼容老系统。 spark.sql.parquet.cacheMetadata true 缓存Parquet schema元数据。可以提升查询静态数据的速度。 spark.sql.parquet.compression.codec gzip 设置Parquet文件的压缩编码格式。可接受的值有：uncompressed, snappy, gzip（默认）, lzo spark.sql.parquet.filterPushdown true 启用过滤器下推优化，可以讲过滤条件尽量推导最下层，已取得性能提升 spark.sql.hive.convertMetastoreParquet true 如果禁用，Spark SQL将使用Hive SerDe，而不是内建的对Parquet tables的支持 spark.sql.parquet.output.committer.class org.apache.parquet.hadoop. ParquetOutputCommitter Parquet使用的数据输出类。这个类必须是 org.apache.hadoop.mapreduce.OutputCommitter的子类。一般来说，它也应该是 org.apache.parquet.hadoop.ParquetOutputCommitter的子类。注意：1. 如果启用spark.speculation, 这个选项将被自动忽略 2. 这个选项必须用hadoop configuration设置，而不是Spark SQLConf 3. 这个选项会覆盖 spark.sql.sources.outputCommitterClass Spark SQL有一个内建的org.apache.spark.sql.parquet.DirectParquetOutputCommitter, 这个类的在输出到S3的时候比默认的ParquetOutputCommitter类效率高。 spark.sql.parquet.mergeSchema false 如果设为true，那么Parquet数据源将会merge 所有数据文件的schema，否则，schema是从summary file获取的（如果summary file没有设置，则随机选一个） 转载自 并发编程网 - ifeve.com
