使用Spark SQL，除了使用之前介紹的方法，實際上還可以使用SQLContext或者HiveContext通過編程的方式實現。前者支持SQL語法解析器（SQL-92語法），后者支持SQL語法解析器和HiveSQL語法解析器，默認為HiveSQL語法解析器，用戶可以通過配置切換成SQL語法解析器來運行HiveQL不支持的語法，如：select 1。實際上HiveContext是SQLContext的子類，因此在HiveContext運行過程中除了override的函數和變量，可以使用和SQLContext一樣的函數和變量。
因為spark-shell工具實際就是運行的scala程序片段，為了方便，下面采用spark-shell進行演示。
首先來看SQLContext，因為是標准SQL，可以不依賴於Hive的metastore，比如下面的例子（沒有啟動hive metastore）：
[root@BruceCentOS4 ~]# $SPARK_HOME/bin/spark-shell --master yarn --conf spark.sql.catalogImplementation=in-memory
scala> case class offices(office:Int,city:String,region:String,mgr:Int,target:Double,sales:Double)
defined class offices
scala> val rddOffices=sc.textFile("/user/hive/warehouse/orderdb.db/offices/offices.txt").map(_.split("\t")).map(p=>offices(p(0).trim.toInt,p(1),p(2),p(3).trim.toInt,p(4).trim.toDouble,p(5).trim.toDouble))
rddOffices: org.apache.spark.rdd.RDD[offices] = MapPartitionsRDD[3] at map at <console>:26
scala> val officesDataFrame = spark.createDataFrame(rddOffices)
officesDataFrame: org.apache.spark.sql.DataFrame = [office: int, city: string ... 4 more fields]
scala> officesDataFrame.createOrReplaceTempView("offices")
scala> spark.sql("select city from offices where region='Eastern'").map(t=>"City: " + t(0)).collect.foreach(println)
City: NewYork
City: Chicago
City: Atlanta
scala>
執行上面的命令后，實際上在yarn集群中啟動了一個yarn client模式的Spark Application，然后在scala>提示符后輸入的語句會生成RDD的transformation，最后一條命令中的collect會生成RDD的action，即會觸發Job的提交和程序的執行。
命令行中之所以加上--conf spark.sql.catalogImplementation=in-memory選項，是因為spark-shell中的默認啟動的SparkSession對象spark是默認支持Hive的，不帶這個選項啟動的話，程序就會去連接hive metastore，因為這里並沒有啟動hive metastore，因此程序在執行createDataFrame函數時會報錯。
程序中的第一行是1個case class語句，這里是定義后面的數據文件的模式的（定義模式除了這個方法，其實還有另外一種方法，后面再介紹）。第二行從hdfs中讀取一個文本文件，並工通過map映射到了模式上面。第三行基於第二行的RDD生成DataFrame，第四行基於第三行的DataFrame注冊了一個邏輯上的臨時表，最后一行就可以通過SparkSession的sql函數來執行sql語句了。
實際上，SQLContext是Spark 1.x中的SQL入口，在Spark 2.x中，使用SparkSession作為SQL的入口，但是為了向后兼容，Spark 2.x仍然支持SQLContext來操作SQL，不過會提示deprecated，所以上面的例子是采用Spark 2.x中的寫法。
實際上還有另外一種方法來操作SQL，針對同樣的數據，例如：
scala> import org.apache.spark.sql._
import org.apache.spark.sql._
scala> import org.apache.spark.sql.types._
import org.apache.spark.sql.types._
scala> val schema = new StructType(Array(StructField("office", IntegerType, false), StructField("city", StringType, false), StructField("region", StringType, false), StructField("mgr", IntegerType, true), StructField("target", DoubleType, true), StructField("sales", DoubleType, false)))
schema: org.apache.spark.sql.types.StructType = StructType(StructField(office,IntegerType,false), StructField(city,StringType,false), StructField(region,StringType,false), StructField(mgr,IntegerType,true), StructField(target,DoubleType,true), StructField(sales,DoubleType,false))
scala> val rowRDD = sc.textFile("/user/hive/warehouse/orderdb.db/offices/offices.txt").map(_.split("\t")).map(p => Row(p(0).trim.toInt,p(1),p(2),p(3).trim.toInt,p(4).trim.toDouble,p(5).trim.toDouble))
rowRDD: org.apache.spark.rdd.RDD[org.apache.spark.sql.Row] = MapPartitionsRDD[3] at map at <console>:30
scala> val dataFrame = spark.createDataFrame(rowRDD, schema)
dataFrame: org.apache.spark.sql.DataFrame = [office: int, city: string ... 4 more fields]
scala> dataFrame.createOrReplaceTempView("offices")
scala> spark.sql("select city from offices where region='Eastern'").map(t=>"City: " + t(0)).collect.foreach(println)
City: NewYork
City: Chicago
City: Atlanta
這個例子與之前的例子有一些不同，主要的地方有3個：
1. 之前的例子是采用case class定義模式，Spark采用反射來推斷Schema；而這個例子采用StructType類型的對象來定義模式，它接收一個數組，數組成員是StructField對象，代表一個字段的定義，每個字段的定義由字段名稱、字段類型和是否允許為空組成；
2. 對於代表數據的RDD，之前的例子是直接用case class定義的類型來分割字段，而這個例子是用的Row類型；
3. 在使用createDataFrame函數生成DataFrame時，該函數的參數不一樣，之前的例子只要傳入RDD對象即可（對象中隱含了模式），而這個例子需要同時傳入RDD和定義的schema；
實際編程中建議采用第二種方法，因為其更加靈活，schema信息可以不必是寫死的，而是可以在程序運行的過程中生成。
下面接着來看HiveContext的用法，使用HiveContext之前需要確保：
- 使用的Spark是支持Hive的；
- Hive的配置文件hive-site.xml已經在Spark的conf目錄下；
- hive metastore已經啟動；
舉例說明：
首先啟動hive metastore：
[root@BruceCentOS ~]# nohup hive --service metastore &
然后仍然通過spark-shell來舉例說明，啟動spark-shell，如下所示：
[root@BruceCentOS4 ~]# $SPARK_HOME/bin/spark-shell --master yarn
scala> spark.sql("show databases").collect.foreach(println)
[default]
[orderdb]
scala> spark.sql("use orderdb")
res2: org.apache.spark.sql.DataFrame = []
scala> spark.sql("show tables").collect.foreach(println)
[orderdb,customers,false]
[orderdb,offices,false]
[orderdb,orders,false]
[orderdb,products,false]
[orderdb,salesreps,false]
scala> spark.sql("select city from offices where region='Eastern'").map(t=>"City: " + t(0)).collect.foreach(println)
City: NewYork
City: Chicago
City: Atlanta
scala>
可以看到這次啟動spark-shell沒有帶上最后那個選項，這是因為這里我們打算用HiveContext來操作Hive中的數據，需要支持Hive。前面說過spark-shell是默認開啟了Hive支持的。同SQLContext類似，Spark 2.x中也不需要再用HiveContext對象來操作SQL了，直接用SparkSession對象來操作就好了。可以看到這里可以直接操作表，不用再定義schema，這是因為schema是由外部的hive metastore定義的，spark通過連接到hive metastore來讀取表的schema信息，因此這里能直接操作SQL。
另外，除了上面的使用SQLContext操作普通文件（需要額外定義模式）和使用HiveContext操作Hive表數據（需要開啟hive metastore）之外，SQLContext還能操作JSON、PARQUET等文件，由於這兩種數據文件自己帶了模式信息，因此可以直接基於文件創建DataFrame，例如：
scala> val df = spark.read.json("file:///opt/spark/examples/src/main/resources/people.json")
df: org.apache.spark.sql.DataFrame = [age: bigint, name: string]
scala> df.createOrReplaceTempView("people")
scala> spark.sql("select name,age from people where age>19").map(t=>"Name :" + t(0) + ", Age: " + t(1)).collect.foreach(println)
Name :Andy, Age: 30
最后來看下DataFrame的另一種叫做DSL(Domain Specific Language)的用法。
scala> val df = spark.read.json("file:///opt/spark/examples/src/main/resources/people.json")
df: org.apache.spark.sql.DataFrame = [age: bigint, name: string]
scala> df.show()
+----+-------+
| age| name|
+----+-------+
|null|Michael|
| 30| Andy|
| 19| Justin|
+----+-------+
scala> df.select("name").show()
+-------+
| name|
+-------+
|Michael|
| Andy|
| Justin|
+-------+
scala> df.select(df("name"), df("age") + 1).show()
+-------+---------+
| name|(age + 1)|
+-------+---------+
|Michael| null|
| Andy| 31|
| Justin| 20|
+-------+---------+
scala> df.filter(df("age") > 21).show()
+---+----+
|age|name|
+---+----+
| 30|Andy|
+---+----+
scala> df.groupBy("age").count().show()
+----+-----+
| age|count|
+----+-----+
| 19| 1|
|null| 1|
| 30| 1|
+----+-----+
scala>
以上是對Spark SQL的SQLContext和HiveContext基本用法的一些總結，都是采用spark-shell工具舉的例子。實際上由於spark-shell是運行scala程序片段的工具，上述例子完全可以改成獨立的應用程序。我將在下一篇博文當中嘗試使用Scala、Java和Python來編寫獨立的程序來操作上面的示例hive數據庫orderdb，可以適當使用一些較為復雜的SQL來統計分析數據。