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Spark SQL下的Parquet使用最佳实践和代码实战

时间:2017-01-20 16:21:10      阅读:465      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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一:Spark SQL下的Parquet使用最佳实践

1,过去整个业界对大数据的分析的技术栈的Pipeline一般分为一下两种方式:

A)Data Source -> HDFS -> MR/Hive/Spark(相当于ETL) -> HDFS Parquet -> SparkSQL/impala -> Result Service(可以放在DB中,也有可能被通过JDBC/ODBC来作为数据服务使用);

B)Data Source -> Real time update data to Hbase/DB -> Export to Parquet -> SparkSQL/impala -> Result Service(可以放在DB中,也有可能被通过JDBC/ODBC来作为数据服务使用);

上述的第二种方式完全可以通过Kafka+Spark Streaming+Spark SQL(内部也强烈建议采用Parquet的方式来存储数据)的方式取代。

2,期待的方式:Data Source -> Kafka -> Spark Streaming -> Parquet -> Spark SQL(ML、Graphx等)-> Parquet -> 其他各种Data Mining等。

二:Parquet的精要介绍

摘自官网:

Apache Parquet is a columnar storage format available to any project in the Hadoop ecosystem, regardless of the choice of data processing framework, data model or programming language.

1,Parquet是列式存储格式的一种文件类型,列式存储有以下的核心:

A.可以跳过不符合条件的数据,只读取需要的数据,降低IO数据量。

B.压缩编码可以降低磁盘存储空间。由于同一列的数据类型是一样的,可以使用更高效的压缩编码(例如Run Length Encoding和Delta Encoding)进一步节约存储空间。

C.只读取需要的列,支持向量运算,能够获取更好的扫描性能。

三:Spark SQL下的Parquet意义再思考

1,如果说HDFS是大数据时代文件系统的事实标准的话,Parquet就是大数据时代存储格式的事实标准;

2,速度更快:从使用Spark SQL操作普通文件CSV和Parquet文件的速度对比上来看,绝大多数情况下使用Parquet会比使用CSV等普通文件速度提升10倍左右;(在一些普通文件系统无法再Spark上成功运行程序的情况下,使用Parquet很多时候都可以成功运行);

3,Parquet的压缩技术非常稳定出色,在Spark SQL中对压缩技术的处理可能无法正常的完成工作(例如会导致Lost Task,Lost Exexutor),但是此时如果使用Parquet就可以正常的完成;

4,极大的减少磁盘I/O,通常情况下能够减少75%的存储空间,由此可以极大地减少Spark SQL处理数据的时候的数据输入内容,尤其是在Spark 1.6.x中下推过滤器在一些情况下可以极大的进一步减少磁盘的I/O和内存的占用;

5,Spark 1.6.x+Parquet极大的提升了数据扫描的吞吐量,这极大的提高了数据的查找速度,Spark 1.6和Spark 1.5相比较而言提升了1倍的速度,在Spark 1.6.x中操作Parquet时候CPU的使用也进行了极大的优化,有效的降低了CPU的使用;

6,采用Parquet可以极大的优化Spark的调度和执行,我们测试表面Spark如果采用Parquet可以有效的减少Stage的执行消耗,同时可以优化执行路径;

四:Spark SQL下的Parquet内幕解密

1,列式存储是以什么基本格式来存储数据的?表现上是树状结构,在内部有元数据的Table;

2,在具体的Parquet文件存储的时候有三个组成部分:

A)Storage Format:Parquet定义了具体的数据内部的类型和存储格式;

B)Object Model Converters:Parquet中负责计算框架中数据对象和Parquet文件中具体数据类型的映射;

C)Object Models:在Parquet中具有自己的Object Model定义的存储格式,例如说Avro具有自己的Object Model,但是Parquet在处理相关的格式的数据的时候使用自己的Object Model来存储;

映射完成后Parquet会进行自己的Column Encoding,然后存储成为Parquet格式的文件

3,Modules

The parquet-format project contains format specifications and Thrift definitions of metadata required to properly read Parquet files.

The parquet-mr project contains multiple sub-modules, which implement the core components of reading and writing a nested, column-oriented data stream, map this core onto the parquet format, and provide Hadoop Input/Output Formats, Pig loaders, and other Java-based utilities for interacting with Parquet.

The parquet-compatibility project contains compatibility tests that can be used to verify that implementations in different languages can read and write each other’s files.

4,举例说明:


message AddressBook {

 required string owner;

 repeated string ownerPhoneNumbers;

 repeated group contacts {

   required string name;

   optional string phoneNumber;

 }

}
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required(出现1次),optional(出现0次或者1次),repeated(出现0次或者多次)

这个schema中每条记录表示一个人的AddressBook。有且只有一个owner,owner可以有0个或者多个ownerPhoneNumbers,owner可以有0个或者多个contacts。每个contact有且只有一个name,这个contact的phoneNumber可有可无。

第一点:就存储数据本身而言,只考虑叶子节点,我们的叶子节点owner、ownerPhoneNumber、name、phoneNumber;

第二点:在逻辑上而言Schema实质上是一个Table:

AddressBook   
owner ownerphonenumber contacts  
    name phonenumber
       

第三点:对于一个Parquet文件而言,数据会被分成Row Group(里面包含很多Column,每个Column具有几个非常重要的特性例如Repetition Level、Definition Level);

第四点:Column在Parquet中是以Page的方式存在的,Page中有Repetition Level、Definition Level等内容;

第五点:Row Group在Parquet中是数据读写的缓存单元,所以对Row Group的设置会极大的影响Parquet的使用速度和效率,所以如果是分析日志的话,我们一般建议把Row Group的缓存大小配置成大约256MB,很多人的配置都是大约1G,如果想最大化的运行效率强烈建议HDFS的Block大小和Row Group一致;

第六点:在实际存储的把一个树状结构,通过巧妙的编码算法,转换成二维表结构

Repetition LevelDefinition LevelValue
1 2 132990600
0 1 “spark”
0 0 NULL

Spark SQL下的Parquet使用最佳实践和代码实战

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原文地址:http://www.cnblogs.com/ledemi/p/6322807.html

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