Spark的核心原理及架构
本篇内容主要讲解“Spark的核心原理及架构”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“Spark的核心原理及架构”吧!
Spark RDD特性
RDD（Resilient Distributed Datasets），弹性分布式数据集，它是对分布式数据集的一种内存抽象，通过受限的共享内存方式来提供容错性，同时这种内存模型使得计算比传统的数据流模型要高效。RDD具有5个重要的特性，如下图所示：
1.一组分区，数据集的基本组成单位。
2.计算每一个数据分区的函数。
3.对parent RDD的依赖，这个依赖描述了RDD之间的lineage（血统）。
4.可选，对于键值对RDD，有一个Partitioner（通常是HashPartitioner，RangePartitioner）。
5.可选，一组Preferred location信息（例如，HDFS文件的Block所在location信息）。
Spark 运行模式分析-概述
用户在提交任务给Spark处理时，以下两个参数共同决定了Spark的运行方式。 · –master MASTER_URL ：决定了Spark任务提交给哪种集群处理。 · –deploy-mode DEPLOY_MODE：决定了Driver的运行方式，可选值为Client或者Cluster。
Spark 运行架构的特点
每个Application获取专属的executor进程，该进程在Application期间一直驻留，并以多线程方式运行Tasks。这种Application隔离机制有其优势的，无论是从调度角度看（每个Driver调度它自己的任务），还是从运行角度看（来自不同Application的Task运行在不同的JVM中）。当然，这也意味着Spark Application不能跨应用程序共享数据，除非将数据写入到外部存储系统。
Spark与资源管理器无关，只要能够获取Executor进程，并能够保持相互通信就可以了。
提交SparkContext的Client应该靠近Worker节点（运行Executor的节点），最好是在同一个机架里，因为Spark Application运行过程中SparkContext和Executor之间有大量的信息交换；如果想在远程集群中运行，最好使用RPC将SparkContext提交给集群，不要远离Worker运行SparkContext。
专属名称：
Application：每一个Spark程序，称之为一个Application。
Driver：每个Spark程序运行一个Driver进程，用来协调，统计任务进度。
Worker：每个Spark程序运行多个Worker进程，可以运行在一个节点或多个节点上，包含多个Executor子进程。
Executor：每个Spark程序运行多个Executor进程，具体承担计算任务。
Standalone 运行模式
Spark Standalone模式，即独立模式，自带完整的服务，可单独部署到一个集群中，无需依赖其他资源管理系统（资源管理+资源调度）。在该模式下，用户可以通过手动启动Master和Worker来启动一个独立的集群。其中，Master充当了资源管理的角色，Workder充当了计算节点的角色。在该模式下，Spark Driver程序在客户端Client运行，而Executor则在Worker节点上运行。
Standalone 组件分析 整个集群分为Master节点和Worker节点，其中Driver程序运行在客户端。
.Master节点负责为任务分配Worker节点上的计算资源，两者会通过相互通信来同步资源状态，见途中红色双向箭头。
.客户端启动任务后会运行Driver程序，Driver程序中会完成SparkContext对象的初始化，并向Master进行注册。
.每个Workder节点上会存在一个或者多个ExecutorBackend进程。每个进程包含一个Executor对象，该对象持有一个线程池，每个线程池可以执行一个任务task。ExecutorBackend进程还负责跟客户端节点上的Driver程序进行通信，上报任务状态。
Spark Standalone任务运行过程
上面的过程反映了Spark在standalone模式下，整体上客户端、Master和Workder节点之间的交互。对于一个任务的具体运行过程需要更细致的分解，分解运行过程见图中的小字。
1.用户通过bin/spark-submit部署工具或者bin/spark-class启动应用程序的Driver进程，Driver进程会初始化SparkContext对象，并向Master节点进行注册。
2.Master节点接受Driver程序的注册，检查它所管理的Worker节点，为该Driver程序分配需要的计算资源Executor。Worker节点完成Executor的分配后，向Master报告Executor的状态。
3.Worker节点上的ExecutorBackend进程启动后，向Driver进程注册。
4.Driver进程内部通过DAG Schaduler，Stage Schaduler，Task Schaduler等过程完成任务的划分后，向Worker节点上的ExecutorBackend分配TASK。
5.ExecutorBackend进行TASK计算，并向Driver报告TASK状态，直至结束。
6.Driver进程在所有TASK都处理完成后，向Master注销。
Spark 运行模式分析- Standalone
Spark Standalone 模式总结
Spark能够以standalone模式运行，这是Spark自身提供的运行模式，用户可以通过手动启动master和worker进程来启动一个独立的集群，也可以在一台机器上运行这些守护进程进行测试。standalone模式可以用在生产环境，它有效的降低了用户学习、测试Spark框架的成本。
standalone模式目前只支持跨应用程序的简单FIFO调度。然而，为了允许多个并发用户，你可以控制每个应用使用的资源的最大数。默认情况下，它会请求使用集群的全部CPU内核。
缺省情况下，standalone任务调度允许worker的失败（在这种情况下它可以将失败的任务转移给其他的worker）。但是，调度器使用master来做调度，这会产生一个单点问题：如果master崩溃，新的应用不会被创建。为了解决这个问题，可以zookeeper的选举机制在集群中启动多个master，也可以使用本地文件实现单节点恢复。
Spark 运行模式分析-Cluster
Spark Cluster模式任务运行过程
1.用户通过bin/spark-submit部署工具或者bin/spark-class向Yarn集群提交应用程序。
2.Yarn集群的Resource Manager为提交的应用程序选择一个Node Manager节点并分配第一个container，并在该节点的container上启动SparkContext对象。
3.SparkContext对象向Yarn集群的Resource Manager申请资源以运行Executor。
.Yarn集群的Resource Manager分配container给SparkContext对象，SparkContext和相关的Node Manager通讯，在获得的container上启动ExecutorBackend守护进程，ExecutorBackend启动后开始向SparkContext注册并申请Task。
5.SparkContext分配Task给ExecutorBackend执行。
6.ExecutorBackend开始执行Task，并及时向SparkContext汇报运行状况。
7.Task运行完毕，SparkContext归还资源给Node Manager，并注销退。
Spark Cluster 模式总结
Spark能够以集群的方式运行，这里的可选集群有Yarn和Mesos。在集群模式下，Spark的Driver程序可能被调度到任何一个节点，任务执行完成后，集群分配的资源将被回收。
到此，相信大家对“Spark的核心原理及架构”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！