Spark Streaming vs. Structured Streaming


簡介

Spark Streaming

Spark Streaming是spark最初的流處理框架,使用了微批的形式來進行流處理。

提供了基於RDDs的Dstream API,每個時間間隔內的數據為一個RDD,源源不斷對RDD進行處理來實現流計算

Structured Streaming

Spark 2.X出來的流框架,采用了無界表的概念,流數據相當於往一個表上不斷追加行。

基於Spark SQL引擎實現,可以使用大多數Spark SQL的function

區別

1. 流模型

Spark Streaming

在這里插入圖片描述
Spark Streaming采用微批的處理方法。每一個批處理間隔的為一個批,也就是一個RDD,我們對RDD進行操作就可以源源不斷的接收、處理數據。

spark streaming微批終是批

Structured Streaming

在這里插入圖片描述

Structured Streaming is to treat a live data stream as a table that is being continuously appended

Structured Streaming將實時數據當做被連續追加的表。流上的每一條數據都類似於將一行新數據添加到表中。

在這里插入圖片描述

以上圖為例,每隔1秒從輸入源獲取數據到Input Table,並觸發Query計算,然后將結果寫入Result Table,之后根據指定的Output模式進行寫出。

上面的1秒是指定的觸發間隔(trigger interval),如果不指定的話,先前數據的處理完成后,系統將立即檢查是否有新數據。

需要注意的是,Spark Streaming本身設計就是一批批的以批處理間隔划分RDD;而Structured Streaming中並沒有提出批的概念,Structured Streaming按照每個Trigger Interval接收數據到Input Table,將數據處理后再追加到無邊界的Result Table中,想要何種方式輸出結果取決於指定的模式。所以,雖說Structured Streaming也有類似於Spark Streaming的Interval,其本質概念是不一樣的。Structured Streaming更像流模式。

2. RDD vs. DataFrame、DataSet

Spark Streaming中的DStream編程接口是RDD,我們需要對RDD進行處理,處理起來較為費勁且不美觀。

stream.foreachRDD(rdd => {
    balabala(rdd)
})

Structured Streaming使用DataFrame、DataSet的編程接口,處理數據時可以使用Spark SQL中提供的方法,數據的轉換和輸出會變得更加簡單。

spark
    .readStream
    .format("kafka")
    .option("kafka.bootstrap.servers", "hadoop01:9092")
    .option("subscribe", "order_data")
    .load()
    .select($"value".cast("string"))
    .as[String]
    .writeStream
    .outputMode("complete")
    .format("console")

3. Process Time vs. Event Time

Process Time:流處理引擎接收到數據的時間

Event Time:時間真正發生的時間

Spark Streaming中由於其微批的概念,會將一段時間內接收的數據放入一個批內,進而對數據進行處理。划分批的時間是Process Time,而不是Event Time,Spark Streaming沒有提供對Event Time的支持。

Structured Streaming提供了基於事件時間處理數據的功能,如果數據包含事件的時間戳,就可以基於事件時間進行處理。

這里以窗口計數為例說明一下區別:

我們這里以10分鍾為窗口間隔,5分鍾為滑動間隔,每隔5分鍾統計過去10分鍾網站的pv

假設有一些遲到的點擊數據,其本身事件時間是12:01,被spark接收到的時間是12:11;在spark streaming的統計中,會毫不猶豫的將它算作是12:05-12:15這個范圍內的pv,這顯然是不恰當的;在structured streaming中,可以使用事件時間將它划分到12:00-12:10的范圍內,這才是我們想要的效果。

4. 可靠性保障

兩者在可靠性保證方面都是使用了checkpoint機制。

checkpoint通過設置檢查點,將數據保存到文件系統,在出現出故障的時候進行數據恢復。

在spark streaming中,如果我們需要修改流程序的代碼,在修改代碼重新提交任務時,是不能從checkpoint中恢復數據的(程序就跑不起來),是因為spark不認識修改后的程序了。

在structured streaming中,對於指定的代碼修改操作,是不影響修改后從checkpoint中恢復數據的。具體可參見文檔

5. sink

二者的輸出數據(寫入下游)的方式有很大的不同。

spark streaming中提供了foreachRDD()方法,通過自己編程實現將每個批的數據寫出。

stream.foreachRDD(rdd => {
    save(rdd)
})

structured streaming自身提供了一些sink(Console Sink、File Sink、Kafka Sink等),只要通過option配置就可以使用;對於需要自定義的Sink,提供了ForeachWriter的編程接口,實現相關方法就可以完成。

// console sink
val query = res
    .writeStream
    .outputMode("append")
    .format("console")
    .start()

最后

總體來說,structured streaming有更簡潔的API、更完善的流功能、更適用於流處理。而spark streaming,更適用於與偏批處理的場景。

在流處理引擎方面,flink最近也很火,值得我們去學習一番。

reference

https://blog.knoldus.com/spark-streaming-vs-structured-streaming/

https://dzone.com/articles/spark-streaming-vs-structured-streaming

https://spark.apache.org/docs/2.0.2/streaming-programming-guide.html

https://spark.apache.org/docs/latest/structured-streaming-programming-guide.html


以上為個人理解,如有不對的地方,歡迎交流指正。

在這里插入圖片描述
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