Spark学习之路 SparkSQL简单使用

清疚 2022-01-05 09:13 357阅读 0赞

## 一、SparkSQL的进化之路 ##

1.0以前：

Shark

1.1.x开始：

SparkSQL(只是测试性的) SQL

1.3.x:

SparkSQL(正式版本)+Dataframe

1.5.x:

SparkSQL 钨丝计划

1.6.x：

SparkSQL+DataFrame+DataSet(测试版本)

1.  x:

SparkSQL+DataFrame+DataSet(正式版本)

SparkSQL:还有其他的优化

StructuredStreaming(DataSet)

## 二、认识SparkSQL ##

### 2.1　什么是SparkSQL? ###

spark SQL是spark的一个模块，主要用于进行结构化数据的处理。它提供的最核心的编程抽象就是DataFrame。

### 2.2　SparkSQL的作用 ###

提供一个编程抽象（DataFrame） 并且作为分布式 SQL 查询引擎

DataFrame：它可以根据很多源进行构建，包括：**结构化的数据文件，hive中的表，外部的关系型数据库，以及RDD**

### 2.3　运行原理 ###

将 Spark SQL 转化为 RDD， 然后提交到集群执行

### 2.4　特点 ###

（1）容易整合

（2）统一的数据访问方式

（3）兼容 Hive

（4）标准的数据连接

### 2.5　SparkSession ###

SparkSession是Spark 2.0引如的新概念。SparkSession为用户提供了统一的切入点，来让用户学习spark的各项功能。  
  在spark的早期版本中，SparkContext是spark的主要切入点，由于RDD是主要的API，我们通过sparkcontext来创建和操作RDD。对于每个其他的API，我们需要使用不同的context。例如，对于Streming，我们需要使用StreamingContext；对于sql，使用sqlContext；对于Hive，使用hiveContext。但是随着DataSet和DataFrame的API逐渐成为标准的API，就需要为他们建立接入点。所以在spark2.0中，引入SparkSession作为DataSet和DataFrame API的切入点，SparkSession封装了SparkConf、SparkContext和SQLContext。为了向后兼容，SQLContext和HiveContext也被保存下来。  
　　  
　　SparkSession实质上是SQLContext和HiveContext的组合（未来可能还会加上StreamingContext），所以在SQLContext和HiveContext上可用的API在SparkSession上同样是可以使用的。SparkSession内部封装了sparkContext，所以计算实际上是由sparkContext完成的。

特点：

**　　 ----** **为用户提供一个统一的切入点使用Spark 各项功能**

**----** **允许用户通过它调用 DataFrame 和 Dataset 相关 API 来编写程序**

**----** **减少了用户需要了解的一些概念，可以很容易的与 Spark 进行交互**

**----** **与 Spark 交互之时不需要显示的创建 SparkConf, SparkContext 以及 SQlContext，这些对象已经封闭在 SparkSession 中**

### **2.7　DataFrames**  ###

在Spark中，DataFrame是一种以RDD为基础的分布式数据集，类似于传统数据库中的二维表格。DataFrame与RDD的主要区别在于，前者带有schema元信息，即DataFrame所表示的二维表数据集的每一列都带有名称和类型。这使得Spark SQL得以洞察更多的结构信息，从而对藏于DataFrame背后的数据源以及作用于DataFrame之上的变换进行了针对性的优化，最终达到大幅提升运行时效率的目标。反观RDD，由于无从得知所存数据元素的具体内部结构，Spark Core只能在stage层面进行简单、通用的流水线优化。

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## 三、RDD转换成为DataFrame ##

使用spark1.x版本的方式

测试数据目录：/home/hadoop/apps/spark/examples/src/main/resources（spark的安装目录里面）

people.txt

![1228818-20180503195656260-525846269.png][]

### 3.1　方式一：**通过 case class 创建 DataFrames（反射）** ###

//定义case class，相当于表结构
    case class People(var name:String,var age:Int)
    object TestDataFrame1 {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setAppName("RDDToDataFrame").setMaster("local")
        val sc = new SparkContext(conf)
        val context = new SQLContext(sc)
        // 将本地的数据读入 RDD， 并将 RDD 与 case class 关联
        val peopleRDD = sc.textFile("E:\\666\\people.txt")
          .map(line => People(line.split(",")(0), line.split(",")(1).trim.toInt))
        import context.implicits._
        // 将RDD 转换成 DataFrames
        val df = peopleRDD.toDF
        //将DataFrames创建成一个临时的视图
        df.createOrReplaceTempView("people")
        //使用SQL语句进行查询
        context.sql("select * from people").show()
      }
    }

运行结果

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### 3.2　方式二：**通过 structType 创建 DataFrames（编程接口）** ###

object TestDataFrame2 {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setAppName("TestDataFrame2").setMaster("local")
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new SQLContext(sc)
        val fileRDD = sc.textFile("E:\\666\\people.txt")
        // 将 RDD 数据映射成 Row，需要 import org.apache.spark.sql.Row
        val rowRDD: RDD[Row] = fileRDD.map(line => {
          val fields = line.split(",")
          Row(fields(0), fields(1).trim.toInt)
        })
        // 创建 StructType 来定义结构
        val structType: StructType = StructType(
          //字段名，字段类型，是否可以为空
          StructField("name", StringType, true) ::
            StructField("age", IntegerType, true) :: Nil
        )
        /**
          * rows: java.util.List[Row],
          * schema: StructType
          * */
        val df: DataFrame = sqlContext.createDataFrame(rowRDD,structType)
        df.createOrReplaceTempView("people")
        sqlContext.sql("select * from people").show()
      }
    }

运行结果

![1228818-20180503202905865-1517500300.png][]

### 3.3　方式三：**通过 json 文件创建 DataFrames** ###

object TestDataFrame3 {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setAppName("TestDataFrame2").setMaster("local")
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new SQLContext(sc)
        val df: DataFrame = sqlContext.read.json("E:\\666\\people.json")
        df.createOrReplaceTempView("people")
        sqlContext.sql("select * from people").show()
      }
    }

![1228818-20180503203759442-1628348320.png][]

## 四、DataFrame的read和save和savemode ##

### 4.1　数据的读取 ###

object TestRead {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setAppName("TestDataFrame2").setMaster("local")
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new SQLContext(sc)
        //方式一
        val df1 = sqlContext.read.json("E:\\666\\people.json")
        val df2 = sqlContext.read.parquet("E:\\666\\users.parquet")
        //方式二
        val df3 = sqlContext.read.format("json").load("E:\\666\\people.json")
        val df4 = sqlContext.read.format("parquet").load("E:\\666\\users.parquet")
        //方式三，默认是parquet格式
        val df5 = sqlContext.load("E:\\666\\users.parquet")
      }
    }

### 4.2　数据的保存 ###

object TestSave {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setAppName("TestDataFrame2").setMaster("local")
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new SQLContext(sc)
        val df1 = sqlContext.read.json("E:\\666\\people.json")
        //方式一
        df1.write.json("E:\\111")
        df1.write.parquet("E:\\222")
        //方式二
        df1.write.format("json").save("E:\\333")
        df1.write.format("parquet").save("E:\\444")
        //方式三
        df1.write.save("E:\\555")
    
      }
    }

### 4.3　数据的保存模式 ###

使用mode

df1.write.format("parquet").mode(SaveMode.Ignore).save("E:\\444")

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## 五、数据源 ##

### 5.1　数据源只json ###

参考4.1

### 5.2　数据源之parquet ###

参考4.1

### 5.3　数据源之Mysql ###

object TestMysql {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setAppName("TestMysql").setMaster("local")
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new SQLContext(sc)
    
        val url = "jdbc:mysql://192.168.123.102:3306/hivedb"
        val table = "dbs"
        val properties = new Properties()
        properties.setProperty("user","root")
        properties.setProperty("password","root")
        //需要传入Mysql的URL、表明、properties（连接数据库的用户名密码）
        val df = sqlContext.read.jdbc(url,table,properties)
        df.createOrReplaceTempView("dbs")
        sqlContext.sql("select * from dbs").show()
    
      }
    }

运行结果

![1228818-20180503215248558-1665335084.png][]

### 5.4　数据源之Hive ###

（1）准备工作

在pom.xml文件中添加依赖

<dependency>
                <groupId>org.apache.spark</groupId>
                <artifactId>spark-hive_2.11</artifactId>
                <version>2.3.0</version>
            </dependency>

开发环境则把resource文件夹下添加hive-site.xml文件，集群环境把hive的配置文件要发到$SPARK\_HOME/conf目录下

![1228818-20180504184547333-1552631388.png][]

<configuration>
            <property>
                    <name>javax.jdo.option.ConnectionURL</name>
                    <value>jdbc:mysql://localhost:3306/hivedb?createDatabaseIfNotExist=true</value>
                    <description>JDBC connect string for a JDBC metastore</description>
                    
            </property>
            <property>
                    <name>javax.jdo.option.ConnectionDriverName</name>
                    <value>com.mysql.jdbc.Driver</value>
                    <description>Driver class name for a JDBC metastore</description>
            </property>
            <property>
                    <name>javax.jdo.option.ConnectionUserName</name>
                    <value>root</value>
                    <description>username to use against metastore database</description>
            </property>
            <property>
                    <name>javax.jdo.option.ConnectionPassword</name>
                    <value>root</value>
            <description>password to use against metastore database</description>
            </property>
        <property>
                    <name>hive.metastore.warehouse.dir</name>
                    <value>/hive/warehouse</value>
                    <description>hive default warehouse, if nessecory, change it</description>
            </property>  
    </configuration>

（2）测试代码

object TestHive {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val conf = new SparkConf().setMaster("local").setAppName(this.getClass.getSimpleName)
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new HiveContext(sc)
        sqlContext.sql("select * from myhive.student").show()
      }
    }

运行结果

![1228818-20180504192745282-1160176093.png][]

[1228818-20180503195056657-1280315007.png]: /images/20211229/61d47e76eec34fdbaf7f41383030d77a.png
[1228818-20180503195656260-525846269.png]: /images/20211229/a902ce6db2aa4dce924ef5cd2be2aaad.png
[1228818-20180503202629907-1000361533.png]: /images/20211229/24e0b25d547e45ff8321819c6ecf7468.png
[1228818-20180503202905865-1517500300.png]: /images/20211229/d252a50735b34ebbb1178dbacd04c543.png
[1228818-20180503203759442-1628348320.png]: /images/20211229/7964f39855aa424b847311970e97fab9.png
[1228818-20180503211638036-705055493.png]: /images/20211229/e6d2b8fa176d4811b11010fc852a50f9.png
[1228818-20180503215248558-1665335084.png]: /images/20211229/d39da810b7554f2fa75490aaf9b27dea.png
[1228818-20180504184547333-1552631388.png]: /images/20211229/d6f1ea2e89534818a52ecd09c5dbca8d.png
[1228818-20180504192745282-1160176093.png]: /images/20211229/bdaaab0453af4828a3a8196f1a1b0a95.png