使用foreachPartitions替代foreach
原理类似于“使用mapPartitions替代map”,也是一次函数调用处理一个partition的所有数据,而不是一次函数调用处理一
条数据。在实践中发现,foreachPartitions类的算子,对性能的提升还是很有帮助的。比如在foreach函数中,将RDD中所有数
据写MySQL,那么如果是普通的foreach算子,就会一条数据一条数据地写,每次函数调用可能就会创建一个数据库连接,此
时就势必会频繁地创建和销毁数据库连接,性能是非常低下;但是如果用foreachPartitions算子一次性处理一个partition的数
据,那么对于每个partition,只要创建一个数据库连接即可,然后执行批量插入操作,此时性能是比较高的。实践中发现,对
于1万条左右的数据量写MySQL,性能可以提升30%以上。
使用filter之后进行coalesce操作
通常对一个RDD执行filter算子过滤掉RDD中较多数据后(比如30%以上的数据),建议使用coalesce算子,手动减少
RDD的partition数量,将RDD中的数据压缩到更少的partition中去。因为filter之后,RDD的每个partition中都会有很多数据被
过滤掉,此时如果照常进行后续的计算,其实每个task处理的partition中的数据量并不是很多,有一点资源浪费,而且此时处
理的task越多,可能速度反而越慢。因此用coalesce减少partition数量,将RDD中的数据压缩到更少的partition之后,只要使
用更少的task即可处理完所有的partition。在某些场景下,对于性能的提升会有一定的帮助。
使用repartitionAndSortWithinPartitions替代repartition与sort类操作
repartitionAndSortWithinPartitions是Spark官网推荐的一个算子,官方建议,如果需要在repartition重分区之后,还要进
行排序,建议直接使用repartitionAndSortWithinPartitions算子。因为该算子可以一边进行重分区的shuffle操作,一边进行排
序。shuffle与sort两个操作同时进行,比先shuffle再sort来说,性能可能是要高的。
原则七:广播大变量
有时在开发过程中,会遇到需要在算子函数中使用外部变量的场景(尤其是大变量,比如100M以上的大集合),那么此
时就应该使用Spark的广播(Broadcast)功能来提升性能。
在算子函数中使用到外部变量时,默认情况下,Spark会将该变量复制多个副本,通过网络传输到task中,此时每个task
都有一个变量副本。如果变量本身比较大的话(比如100M,甚至1G),那么大量的变量副本在网络中传输的性能开销,以及
在各个节点的Executor中占用过多内存导致的频繁GC,都会极大地影响性能。
因此对于上述情况,如果使用的外部变量比较大,建议使用Spark的广播功能,对该变量进行广播。广播后的变量,会保
证每个Executor的内存中,只驻留一份变量副本,而Executor中的task执行时共享该Executor中的那份变量副本。这样的话,
可以大大减少变量副本的数量,从而减少网络传输的性能开销,并减少对Executor内存的占用开销,降低GC的频率。
广播大变量的代码示例
// 以下代码在算子函数中,使用了外部的变量。
// 此时没有做任何特殊操作,每个task都会有一份list1的副本。
val list1 = …
rdd1.map(list1…)
// 以下代码将list1封装成了Broadcast类型的广播变量。
// 在算子函数中,使用广播变量时,首先会判断当前task所在Executor内存中,是否有变量副本。
// 如果有则直接使用;如果没有则从Driver或者其他Executor节点上远程拉取一份放到本地Executor内存中。
// 每个Executor内存中,就只会驻留一份广播变量副本。
val list1 = …
val list1Broadcast = sc.broadcast(list1)
rdd1.map(list1Broadcast…)
原则八:使用Kryo优化序列化性能
在Spark中,主要有三个地方涉及到了序列化:
1、在算子函数中使用到外部变量时,该变量会被序列化后进行网络传输(见“原则七:广播大变量”中的讲解)。
2、将自定义的类型作为RDD的泛型类型时(比如JavaRDD,Student是自定义类型),所有自定义类型对象,都会进行
序列化。因此这种情况下,也要求自定义的类必须实现Serializable接口。
3、使用可序列化的持久化策略时(比如MEMORY_ONLY_SER),Spark会将RDD中的每个partition都序列化成一个大
的字节数组。
对于这三种出现序列化的地方,我们都可以通过使用Kryo序列化类库,来优化序列化和反序列化的性能。Spark默认使用
的是Java的序列化机制,也就是ObjectOutputStream/ObjectInputStream API来进行序列化和反序列化。但是Spark同时支持
使用Kryo序列化库,Kryo序列化类库的性能比Java序列化类库的性能要高很多。官方介绍,Kryo序列化机制比Java序列化机
制,性能高10倍左右。Spark之所以默认没有使用Kryo作为序列化类库,是因为Kryo要求最好要注册所有需要进行序列化的自
定义类型,因此对于开发者来说,这种方式比较麻烦。
以下是使用Kryo的代码示例,我们只要设置序列化类,再注册要序列化的自定义类型即可(比如算子函数中使用到的外
部变量类型、作为RDD泛型类型的自定义类型等):
// 创建SparkConf对象。
val conf = new SparkConf().setMaster(…).setAppName(…)
// 设置序列化器为KryoSerializer。
conf.set(“spark.serializer”, “org.apache.spark.serializer.KryoSerializer”)
// 注册要序列化的自定义类型。
conf.registerKryoClasses(Array(classOf[MyClass1], classOf[MyClass2]))
原则九:优化数据结构
Java中,有三种类型比较耗费内存:
1、对象,每个Java对象都有对象头、引用等额外的信息,因此比较占用内存空间。
2、字符串,每个字符串内部都有一个字符数组以及长度等额外信息。
3、集合类型,比如HashMap、LinkedList等,因为集合类型内部通常会使用一些内部类来封装集合元素,比如
Map.Entry。
因此Spark官方建议,在Spark编码实现中,特别是对于算子函数中的代码,尽量不要使用上述三种数据结构,尽量使用
字符串替代对象,使用原始类型(比如Int、Long)替代字符串,使用数组替代集合类型,这样尽可能地减少内存占用,从而
降低GC频率,提升性能。