談談RDD、DataFrame、Dataset的區別和各自的優勢


在spark中,RDD、DataFrame、Dataset是最常用的數據類型,本博文給出筆者在使用的過程中體會到的區別和各自的優勢

 

共性:

1、RDD、DataFrame、Dataset全都是spark平台下的分布式彈性數據集,為處理超大型數據提供便利

2、三者都有惰性機制,在進行創建、轉換,如map方法時,不會立即執行,只有在遇到Action如foreach時,三者才會開始遍歷運算,極端情況下,如果代碼里面有創建、轉換,但是后面沒有在Action中使用對應的結果,在執行時會被直接跳過,如

val sparkconf = new SparkConf().setMaster("local").setAppName("test").set("spark.port.maxRetries","1000")
val spark = SparkSession.builder().config(sparkconf).getOrCreate()
val rdd=spark.sparkContext.parallelize(Seq(("a", 1), ("b", 1), ("a", 1)))

rdd.map{line=>
  println("運行")
  line._1
}

map中的println("運行")並不會運行

3、三者都會根據spark的內存情況自動緩存運算,這樣即使數據量很大,也不用擔心會內存溢出

4、三者都有partition的概念,如

 var predata=data.repartition(24).mapPartitions{
      PartLine => {
        PartLine.map{
          line =>
             println(“轉換操作”)
                            }
                         }
}  

這樣對每一個分區進行操作時,就跟在操作數組一樣,不但數據量比較小,而且可以方便的將map中的運算結果拿出來,如果直接用map,map中對外面的操作是無效的,如

val rdd=spark.sparkContext.parallelize(Seq(("a", 1), ("b", 1), ("a", 1)))
    var flag=0
    val test=rdd.map{line=>
      println("運行")
      flag+=1
      println(flag)
      line._1
    }
println(test.count)
println(flag)
    /**
    運行
    1
    運行
    2
    運行
    3
    3
    0
   * */

不使用partition時,對map之外的操作無法對map之外的變量造成影響

5、三者有許多共同的函數,如filter,排序等

6、在對DataFrame和Dataset進行操作許多操作都需要這個包進行支持

import spark.implicits._
//這里的spark是SparkSession的變量名

7、DataFrame和Dataset均可使用模式匹配獲取各個字段的值和類型

DataFrame:

testDF.map{
      case Row(col1:String,col2:Int)=>
        println(col1);println(col2)
        col1
      case _=>
        ""
    }

為了提高穩健性,最好后面有一個_通配操作,這里提供了DataFrame一個解析字段的方法

Dataset:

case class Coltest(col1:String,col2:Int)extends Serializable //定義字段名和類型
    testDS.map{
      case Coltest(col1:String,col2:Int)=>
        println(col1);println(col2)
        col1
      case _=>
        ""
    }

  

區別:

RDD:

1、RDD一般和spark mlib同時使用

2、RDD不支持sparksql操作

DataFrame:

1、與RDD和Dataset不同,DataFrame每一行的類型固定為Row,只有通過解析才能獲取各個字段的值,如

testDF.foreach{
  line =>
    val col1=line.getAs[String]("col1")
    val col2=line.getAs[String]("col2")
}

每一列的值沒法直接訪問

2、DataFrame與Dataset一般與spark ml同時使用

3、DataFrame與Dataset均支持sparksql的操作,比如select,groupby之類,還能注冊臨時表/視窗,進行sql語句操作,如

dataDF.createOrReplaceTempView("tmp")
spark.sql("select  ROW,DATE from tmp where DATE is not null order by DATE").show(100,false)

4、DataFrame與Dataset支持一些特別方便的保存方式,比如保存成csv,可以帶上表頭,這樣每一列的字段名一目了然

//保存
val saveoptions = Map("header" -> "true", "delimiter" -> "\t", "path" -> "hdfs://172.xx.xx.xx:9000/test")
datawDF.write.format("com.databricks.spark.csv").mode(SaveMode.Overwrite).options(saveoptions).save()
//讀取
val options = Map("header" -> "true", "delimiter" -> "\t", "path" -> "hdfs://172.xx.xx.xx:9000/test")
val datarDF= spark.read.options(options).format("com.databricks.spark.csv").load()

利用這樣的保存方式,可以方便的獲得字段名和列的對應,而且分隔符(delimiter)可以自由指定

Dataset:

這里主要對比Dataset和DataFrame,因為Dataset和DataFrame擁有完全相同的成員函數,區別只是每一行的數據類型不同

DataFrame也可以叫Dataset[Row],每一行的類型是Row,不解析,每一行究竟有哪些字段,各個字段又是什么類型都無從得知,只能用上面提到的getAS方法或者共性中的第七條提到的模式匹配拿出特定字段

而Dataset中,每一行是什么類型是不一定的,在自定義了case class之后可以很自由的獲得每一行的信息

case class Coltest(col1:String,col2:Int)extends Serializable //定義字段名和類型
/**
      rdd
      ("a", 1)
      ("b", 1)
      ("a", 1)
      * */
val test: Dataset[Coltest]=rdd.map{line=>
      Coltest(line._1,line._2)
    }.toDS
test.map{
      line=>
        println(line.col1)
        println(line.col2)
    }

可以看出,Dataset在需要訪問列中的某個字段時是非常方便的,然而,如果要寫一些適配性很強的函數時,如果使用Dataset,行的類型又不確定,可能是各種case class,無法實現適配,這時候用DataFrame即Dataset[Row]就能比較好的解決問題

轉化:

RDD、DataFrame、Dataset三者有許多共性,有各自適用的場景常常需要在三者之間轉換

DataFrame/Dataset轉RDD:

這個轉換很簡單

val rdd1=testDF.rdd
val rdd2=testDS.rdd

RDD轉DataFrame:

import spark.implicits._
val testDF = rdd.map {line=>
      (line._1,line._2)
    }.toDF("col1","col2")

一般用元組把一行的數據寫在一起,然后在toDF中指定字段名

RDD轉Dataset:

import spark.implicits._
case class Coltest(col1:String,col2:Int)extends Serializable //定義字段名和類型
val testDS = rdd.map {line=>
      Coltest(line._1,line._2)
    }.toDS

可以注意到,定義每一行的類型(case class)時,已經給出了字段名和類型,后面只要往case class里面添加值即可

Dataset轉DataFrame:

這個也很簡單,因為只是把case class封裝成Row

import spark.implicits._
val testDF = testDS.toDF

DataFrame轉Dataset:

import spark.implicits._
case class Coltest(col1:String,col2:Int)extends Serializable //定義字段名和類型
val testDS = testDF.as[Coltest]

這種方法就是在給出每一列的類型后,使用as方法,轉成Dataset,這在數據類型是DataFrame又需要針對各個字段處理時極為方便

特別注意:

在使用一些特殊的操作時,一定要加上 import spark.implicits._ 不然toDF、toDS無法使用

 


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