概览
每个Spark应用程序都由一个driver program 组成，该驱动程序运行我们编写的main函数，并在集群上执行各种 并行 操作。Spark提供的主要抽象是一个 弹性分布式数据集（RDD），它是一个跨集群节点分区的元素集合，可以并行操作。RDD是通过从Hadoop文件系统（或任何其他Hadoop支持的文件系统）中的文件或 driver program 中现有的Scala集合开始并转换它来创建的。用户还可以要求Spark在内存中 持久化RDD，允许它在并行操作中有效地重用。最后，RDD会自动从节点故障中恢复。
Spark中的第二个抽象是可以在并行操作中使用的 共享变量 。默认情况下，当Spark在不同节点上作为一组任务并行运行函数时，它会将函数中使用的每个变量的副本发送给每个任务。有时，一个变量需要在任务之间共享，或者在任务和 driver program 之间共享。Spark支持两种类型的共享变量：广播变量，可用于在所有节点上的内存中缓存一个值，累加器，是仅可“添加”的变量，例如计数器和求和。
一、RDD
弹性分布式数据集(Resilient Distributed Dataset) 简称 RDD，是一个可以并行操作的元素的容错集合。RDD有五大特性：
1、有一系列分区构成（分区即切片）
2、每个函数都作用在每个分区上（并行计算）
3、和其他RDD是有依赖关系的
4、分区类算子只能作用在kv型RDD上
5、Spark会为每个分区计算最佳的位置，并把函数移动过去（计算向数据移动）
RDD支持两种类型的操作：Transformations 和 Actions ，其中Transformations算子有 lazy特性，只要需要将结果返回给驱动程序时，才会触发计算。默认每个转换后的RDD都可以重新计算，也可以使用persist或cache方法将RDD持久化。这样，当后面的算子用这个RDD时就不用重新计算了。
1、Transformations 算子
map(func)
解释：返回一个新的分布式数据集，该数据集是通过函数func传递源的每个元素而形成的
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
val mapRdd = sourceRdd.map(_+10)
mapRdd.foreach(println)
结果：
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
filter(func)
解释：返回一个新的数据集，该数据集是通过选择func在其上返回true的源的那些元素而形成的。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
val filterRdd = sourceRdd.filter(_>5)
filterRdd.foreach(println)
结果:
6
7
8
9
10
flatMap(func)
解释：类似于map，但每个输入项都可以映射到0个或多个输出项（因此func应该返回一个Seq而不是单个项）
val sourceRdd2 = sc.parallelize(List("java scala js","c++ c python","java vba python"))
val flatMapRdd = sourceRdd2.flatMap(_.split(" "))
flatMapRdd.foreach(println)
结果：
java
scala
js
c++
c
python
java
vba
python
mapPartitions(func)
解释：类似于map，但在RDD的每个分区（块）上单独运行，因此在T类型的RDD上运行时，func必须是Iterator<T>=>Iterator<U>类型。
mapPartitionsWithIndex(func)
解释：类似于map分区，但也为func提供了一个表示分区索引的整数值，因此func必须是类型（Int， Iterator<T>）=>Iterator<U>当在T类型的RDD上运行时。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
//打印每个分区的数据
sourceRdd.mapPartitionsWithIndex((index,partition)=>{
val sourceData = partition.mkString(",")
println(index +"-"+sourceData)
partition
}).collect()
println("------------------------")
val mapPartitionsRDD = sourceRdd.mapPartitions(iter => {
// 在这个例子中，我们计算每个分区的总和
val sum = iter.foldLeft(0)(_ + _)
Iterator(sum) // 返回一个包含分区总和的新迭代器
})
mapPartitionsRDD.foreach(println)
结果：
0-1,2,3
1-4,5,6
2-7,8,9,10
------------------------
6
15
34
sample(withReplacement, fraction, seed)
解释：使用给定的随机数生成器种子对数据的一小部分进行采样，无论是否进行替换。
所谓抽样那么返回的数据占比就没有那么准确
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
/ 进行随机采样，采样比例为0.5，有放回的抽样
val sampleRdd = sourceRdd.sample(true, 0.5)
sampleRdd.foreach(println)
println("-------------------------------")
// 进行随机采样，采样比例为0.5，无放回的抽样
val sampleRdd2 = sourceRdd.sample(false, 0.5)
sampleRdd2.foreach(println)
结果：
1
2
5
7
7
9
-------------------------------
3
4
5
6
7
9
union(otherDataset)
解释：返回一个新数据集，其中包含源数据集中元素和参数的联合
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
val sourceRdd2 = sc.parallelize(List(1000,2000,9000))
val unionRdd = sourceRdd.union(sourceRdd2)
unionRdd.foreach(println)
结果：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1000
2000
9000
intersection(otherDataset)
解释：返回一个新RDD，其中包含源数据集中元素和参数的交集。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
val sourceRdd2 = sc.parallelize(List(3,5,6,1000,2000,9000))
val intersectionRdd = sourceRdd.intersection(sourceRdd2)
intersectionRdd.foreach(println)
结果：
6
3
5
distinct([numTasks]))
解释：返回一个包含源数据集不同元素的新数据集
val sourceRdd3 = sc.parallelize(List(1,2,3,3,4,4,5,6,6))
val distinctRdd = sourceRdd3.distinct()
distinctRdd.foreach(println)
结果：（无序）
4
1
6
3
5
2
groupByKey([numTasks])
解释：当在（K， V）对的数据集上调用时，返回（K，Iterable<V>）对的数据集
注意：如果您正在分组以执行聚合（例如总和或 平均）在每个键上，使用reduceByKey或aggregateByKey会产生更好的结果 性能。
注意：默认情况下，输出中的并行级别取决于父RDD的分区数。 您可以传递一个可选的numTasks参数来设置不同数量的任务。
val sourceRdd4 = sc.parallelize(Seq(
("java", 1),
("java",3),
("java",18),
("c++", 1),
("js", 1),
("R",1),
("python",3),
("python",6),
("scala",2),
("scala", 1),
("scala",21)), 2)
val groupedRDD = sourceRdd4.groupByKey()
groupedRDD.foreach(println)
结果：
(scala,CompactBuffer(1, 2, 21))
(R,CompactBuffer(1))
(python,CompactBuffer(3, 6))
(java,CompactBuffer(1, 3, 18))
(c++,CompactBuffer(1))
(js,CompactBuffer(1))
reduceByKey(func, [numTasks])
解释：当在（K， V）对的数据集上调用时，返回（K，V）对的数据集，其中每个键的值使用给定的duce函数func聚合，该函数的类型必须是（V，V）=>V。与groupByKey中一样，可以通过可选的第二个参数配置Reduce任务的数量。
val sourceRdd4 = sc.parallelize(Seq(
("java", 1),
("java",3),
("java",18),
("c++", 1),
("js", 1),
("R",1),
("python",3),
("python",6),
("scala",2),
("scala", 1),
("scala",21)), 2)
val reduceByKeyRDD = sourceRdd4.reduceByKey(_+_)
reduceByKeyRDD.foreach(println)
结果：
(scala,24)
(R,1)
(python,9)
(java,22)
(c++,1)
(js,1)
aggregateByKey(zeroValue)(seqOp, combOp, [numTasks])
解释：当在（K，V）对的数据集上调用时，返回（K，U）对的数据集，其中每个键的值使用给定的组合函数和中性“零”值聚合。允许不同于输入值类型的聚合值类型，同时避免不必要的分配。与groupByKey中一样，可以通过可选的第二个参数来配置Reduce任务的数量。
val sourceRdd4 = sc.parallelize(Seq(
("java", 1),
("java",3),
("java",18),
("c++", 1),
("js", 1),
("R",1),
("python",3),
("python",6),
("scala",2),
("scala", 1),
("scala",21)), 2)
val aggregateRdd = sourceRdd4.aggregateByKey((0, 0))(//初始值
(acc, num) => (acc._1 + num, acc._2 + 1), // 部分聚合
(acc1, acc2) => (acc1._1 + acc2._1, acc1._2 + acc2._2) // 合并聚合结果
)
aggregateRdd.foreach(println)
结果：
(scala,(24,3))
(R,(1,1))
(python,(9,2))
(java,(22,3))
(c++,(1,1))
(js,(1,1))
sortByKey([ascending], [numTasks])
解释：当在K实现Order的（K， V）对的数据集上调用时，返回（K，V）对的数据集，这些数据集按键按升序或降序排序，如布尔ascending参数中指定的那样。
val sourceRdd5 = sc.parallelize(Seq(
("java", 96),
("c++", 94),
("js", 85),
("R",88),
("python",96),
("scala",91)))
//使用 sortByKey 进行排序，默认为升序
val sortedAscRdd = sourceRdd5.sortByKey()
//降序排序
val sortedDescRdd = sourceRdd5.sortByKey(false)
sortedAscRdd.foreach(println)
println("-------------------------------")
sortedDescRdd.foreach(println)
println("------------将key和value调换-------------------")
val sortedAscRdd2 = sourceRdd5.map(x=>{(x._2,x._1)}).sortByKey()
val sortedDescRdd2 = sourceRdd5.map(x=>{(x._2,x._1)}).sortByKey(false)
sortedAscRdd2.foreach(println)
println("-------------------------------")
sortedDescRdd2.foreach(println)
结果：
(R,88)
(c++,94)
(java,96)
(js,85)
(python,96)
(scala,91)
-------------------------------
(scala,91)
(python,96)
(js,85)
(java,96)
(c++,94)
(R,88)
------------将key和value调换-------------------
(85,js)
(88,R)
(91,scala)
(94,c++)
(96,java)
(96,python)
-------------------------------
(96,java)
(96,python)
(94,c++)
(91,scala)
(88,R)
(85,js)
join(otherDataset, [numTasks])
解释：当在（K，V）和（K，W）类型的数据集上调用时，返回（K，（V，W））对的数据集，其中每个键的所有元素对。 外连接通过leftOuterJoin、rightOuterJoin和fullOuterJoinfullOuterJoin。
val languageTimeRdd = sc.parallelize(List(("pascal",1970), ("c", 1972),("c++", 1983),("perl", 1987),("python", 1991),("java", 1995)))
val languageCreatorRdd2 = sc.parallelize(List(("java", "James Gosling"), ("python", "Guido van Rossum"), ("perl", "Larry Wall"), ("ruby", "Yukihiro Matsumoto")))//inner join
println("----------inner join-------------")
val innerJoinResult = languageTimeRdd.join(languageCreatorRdd2)
innerJoinResult.foreach(println)
//left join
println("----------left join-------------")
val leftJoinResult = languageTimeRdd.leftOuterJoin(languageCreatorRdd2)
leftJoinResult.foreach(println)
//right join
println("----------right join-------------")
val rightJoinResult = languageTimeRdd.rightOuterJoin(languageCreatorRdd2)
rightJoinResult.foreach(println)
//full outer join
println("----------full outer join-------------")
val fullJoinResult = languageTimeRdd.fullOuterJoin(languageCreatorRdd2)
fullJoinResult.foreach(println)
结果：
----------inner join-------------
(python,(1991,Guido van Rossum))
(java,(1995,James Gosling))
(perl,(1987,Larry Wall))
----------left join-------------
(c++,(1983,None))
(python,(1991,Some(Guido van Rossum)))
(pascal,(1970,None))
(java,(1995,Some(James Gosling)))
(perl,(1987,Some(Larry Wall)))
(c,(1972,None))
----------right join-------------
(python,(Some(1991),Guido van Rossum))
(java,(Some(1995),James Gosling))
(perl,(Some(1987),Larry Wall))
(ruby,(None,Yukihiro Matsumoto))
----------full outer join-------------
(c++,(Some(1983),None))
(python,(Some(1991),Some(Guido van Rossum)))
(pascal,(Some(1970),None))
(java,(Some(1995),Some(James Gosling)))
(perl,(Some(1987),Some(Larry Wall)))
(ruby,(None,Some(Yukihiro Matsumoto)))
(c,(Some(1972),None))
cogroup(otherDataset, [numTasks])
解释：当在（K， V）和（K，W）类型的数据集上调用时，返回（K，（Iterable<V>，Iterable<W>））元组的数据集。此操作也称为groupWith.
val languageTimeRdd = sc.parallelize(List(("pascal",1970), ("c", 1972),("c++", 1983),("perl", 1987),("python", 1991),("java", 1995)))
val languageCreatorRdd2 = sc.parallelize(List(("java", "James Gosling"), ("python", "Guido van Rossum"), ("perl", "Larry Wall"), ("ruby", "Yukihiro Matsumoto")))
val cogroupRdd = languageTimeRdd.cogroup(languageCreatorRdd2)
cogroupRdd.foreach(println)
结果：
(c++,(CompactBuffer(1983),CompactBuffer()))
(python,(CompactBuffer(1991),CompactBuffer(Guido van Rossum)))
(pascal,(CompactBuffer(1970),CompactBuffer()))
(java,(CompactBuffer(1995),CompactBuffer(James Gosling)))
(perl,(CompactBuffer(1987),CompactBuffer(Larry Wall)))
(ruby,(CompactBuffer(),CompactBuffer(Yukihiro Matsumoto)))
(c,(CompactBuffer(1972),CompactBuffer()))
cartesian(otherDataset)
解释：当在T和U类型的数据集上调用时，返回（T，U）对（所有元素对）的数据集。
val languageTimeRdd = sc.parallelize(List(("pascal",1970), ("c", 1972),("c++", 1983),("perl", 1987),("python", 1991),("java", 1995)))
val languageCreatorRdd2 = sc.parallelize(List(("java", "James Gosling"), ("python", "Guido van Rossum"), ("perl", "Larry Wall"), ("ruby", "Yukihiro Matsumoto")))
val cartesianRdd = languageTimeRdd.cartesian(languageCreatorRdd2)
cartesianRdd.foreach(println)
结果：
((pascal,1970),(java,James Gosling))
((pascal,1970),(python,Guido van Rossum))
((pascal,1970),(perl,Larry Wall))
((pascal,1970),(ruby,Yukihiro Matsumoto))
((c,1972),(java,James Gosling))
((c,1972),(python,Guido van Rossum))
((c,1972),(perl,Larry Wall))
((c,1972),(ruby,Yukihiro Matsumoto))
((c++,1983),(java,James Gosling))
((c++,1983),(python,Guido van Rossum))
((c++,1983),(perl,Larry Wall))
((c++,1983),(ruby,Yukihiro Matsumoto))
((perl,1987),(java,James Gosling))
((perl,1987),(python,Guido van Rossum))
((perl,1987),(perl,Larry Wall))
((perl,1987),(ruby,Yukihiro Matsumoto))
((python,1991),(java,James Gosling))
((python,1991),(python,Guido van Rossum))
((python,1991),(perl,Larry Wall))
((python,1991),(ruby,Yukihiro Matsumoto))
((java,1995),(java,James Gosling))
((java,1995),(python,Guido van Rossum))
((java,1995),(perl,Larry Wall))
((java,1995),(ruby,Yukihiro Matsumoto))
pipe(command, [envVars])
解释：通过shell命令（例如Perl或bash脚本）管道RDD的每个分区。RDD元素被写入进程的标准输入，输出到其标准输出的行作为字符串的RDD返回。
因为需要用到脚本，所以必须要到linux环境中
我们执行spark-shell --master yarn 来测试该算子
val sourceRdd6 = sc.parallelize(List("24/07/08 16:43:39 INFO Executor:",
"24/07/08 16:43:40 INFO Utils:",
"24/07/08 16:43:36 INFO SecurityManager",
"24/07/08 16:43:35 INFO SparkContext"))
val pipeRdd = sourceRdd6.pipe("cut -c 19-")
pipeRdd.collect().foreach(println)
结果：
INFO Executor:
INFO Utils:
INFO SecurityManager
INFO SparkContext
coalesce(numPartitions)
解释：将RDD中的分区数量减少到num分区。对于过滤大型数据集后更有效地运行操作很有用。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
//分区变少 无shuffle
val coalesceRDD1 = sourceRdd.coalesce(1,false)
//分区变少 有shuffle
val coalesceRDD2 = sourceRdd.coalesce(1,true)
//分区变多 无shuffle
val coalesceRDD3 = sourceRdd.coalesce(5,false)
//分区变多 有shuffle
val coalesceRDD4 = sourceRdd.coalesce(5,true)
println(coalesceRDD1.getNumPartitions)
println(coalesceRDD2.getNumPartitions)
println(coalesceRDD3.getNumPartitions)
println(coalesceRDD4.getNumPartitions)
结果：
1
1
3
5
repartition(numPartitions)
解释：随机重新洗牌RDD中的数据以创建更多或更少的分区并在它们之间进行平衡。 这总是在网络上打乱所有数据。(内部调用的也是coalesce 默认是进行shuffle)
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
//分区变少
val repartitionRdd1 = sourceRdd.repartition(2)
//分区变多
val repartitionRdd2 = sourceRdd.repartition(6)
println(repartitionRdd1.getNumPartitions)
println(repartitionRdd2.getNumPartitions)
结果：
2
6
repartitionAndSortWithinPartitions(partitioner)
解释：根据给定的分区器重新分区RDD，并且在每个结果分区中， 按键对记录进行排序。这比调用repartition然后在其中排序更有效 每个分区，因为它可以将排序向下推到洗牌机械中。
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。
val sourceRdd4 = sc.parallelize(Seq(
("java", 1),
("java",3),
("java",18),
("c++", 1),
("js", 1),
("R",1),
("python",3),
("python",6),
("scala",2),
("scala", 1),
("scala",21)), 2)
println("-----------------------key是字符串--分区变多--------------------------")
val repartitionAndSortWithinPartitionsRdd1 = sourceRdd4.repartitionAndSortWithinPartitions(new MyPartitioner(4))
repartitionAndSortWithinPartitionsRdd1.foreach(println)
println("-----------------------key是字符串--分区变少--------------------------")
val repartitionAndSortWithinPartitionsRdd2 = sourceRdd4.repartitionAndSortWithinPartitions(new MyPartitioner(1))
repartitionAndSortWithinPartitionsRdd2.foreach(println)println("-----------------------key是数字--分区变多--------------------------")
val repartitionAndSortWithinPartitionsRdd3 = sourceRdd4.map(x=>{(x._2,x._1)}).repartitionAndSortWithinPartitions(new MyPartitioner(4))
repartitionAndSortWithinPartitionsRdd3.foreach(println)
println("-----------------------key是数字--分区变少--------------------------")
val repartitionAndSortWithinPartitionsRdd4 = sourceRdd4.map(x=>{(x._2,x._1)}).repartitionAndSortWithinPartitions(new MyPartitioner(1))
repartitionAndSortWithinPartitionsRdd4.foreach(println)
class MyPartitioner(partitions: Int) extends Partitioner {
require(partitions >= 0, s"Number of partitions ($partitions) cannot be negative.")
override def numPartitions: Int = partitions
override def getPartition(key: Any): Int = {
val index = Math.abs(key.hashCode()) % numPartitions
println("key:"+key+"---所属分区："+index)
index
}
}
结果：
-----------------------key是字符串--分区变多--------------------------
key:java---所属分区：2
key:java---所属分区：2
key:java---所属分区：2
key:c++---所属分区：3
key:js---所属分区：1
key:R---所属分区：2
key:python---所属分区：0
key:python---所属分区：0
key:scala---所属分区：2
key:scala---所属分区：2
key:scala---所属分区：2
(python,3)
(python,6)
(js,1)
(R,1)
(java,1)
(java,3)
(java,18)
(scala,2)
(scala,1)
(scala,21)
(c++,1)
-----------------------key是字符串--分区变少--------------------------
key:java---所属分区：0
key:java---所属分区：0
key:java---所属分区：0
key:c++---所属分区：0
key:js---所属分区：0
key:R---所属分区：0
key:python---所属分区：0
key:python---所属分区：0
key:scala---所属分区：0
key:scala---所属分区：0
key:scala---所属分区：0
(R,1)
(c++,1)
(java,1)
(java,3)
(java,18)
(js,1)
(python,3)
(python,6)
(scala,2)
(scala,1)
(scala,21)
-----------------------key是数字--分区变多--------------------------
key:1---所属分区：1
key:3---所属分区：3
key:18---所属分区：2
key:1---所属分区：1
key:1---所属分区：1
key:1---所属分区：1
key:3---所属分区：3
key:6---所属分区：2
key:2---所属分区：2
key:1---所属分区：1
key:21---所属分区：1
(1,java)
(1,c++)
(1,js)
(1,R)
(1,scala)
(21,scala)
(2,scala)
(6,python)
(18,java)
(3,java)
(3,python)
-----------------------key是数字--分区变少--------------------------
key:1---所属分区：0
key:3---所属分区：0
key:18---所属分区：0
key:1---所属分区：0
key:1---所属分区：0
key:1---所属分区：0
key:3---所属分区：0
key:6---所属分区：0
key:2---所属分区：0
key:1---所属分区：0
key:21---所属分区：0
(1,java)
(1,c++)
(1,js)
(1,R)
(1,scala)
(2,scala)
(3,java)
(3,python)
(6,python)
(18,java)
(21,scala)
2、Actions 算子
reduce(func)
解释：使用函数func（它接受两个参数并返回一个）聚合数据集的元素。该函数应该是可交换和关联的，以便可以并行正确计算。
val sourceRdd4 = sc.parallelize(Seq( ("java", 1), ("java",3), ("java",18), ("c++", 1), ("js", 1), ("R",1), ("python",3), ("python",6), ("scala",2), ("scala", 1), ("scala",21)), 2)val reduceRdd = sourceRdd4.reduce((kv1,kv2)=>{
var newKey:String = kv1._1
val sumNum:Int = kv1._2+kv2._2
if(!kv1._1.contains(kv2._1)){
newKey = kv1._1 +"_"+kv2._1
}
(newKey,sumNum)
})
println(reduceRdd._1+"----"+reduceRdd._2)
结果：
java_c++_js_R_python_scala----58
collect()
解释：在驱动程序中以数组的形式返回数据集的所有元素。这通常在返回足够小的数据子集的过滤器或其他操作之后很有用。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
sourceRdd.collect().foreach(println)
结果：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
count()
解释：返回数据集中元素的数量。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
println(sourceRdd.count())
结果：
10
first()
解释：返回数据集的第一个元素（类似于take(1) ）。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
println(sourceRdd.first())
结果：
1
take(n)
解释：返回包含数据集前n个元素的数组
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
sourceRdd.take(3).foreach(println)
结果：
1
2
3
takeSample(withReplacement, num, [seed])
解释：返回一个数组，其中包含数据集num元素的随机样本，有或没有替换，可选地预先指定随机数生成器种子。
val sourceRdd = sc.parallelize(List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),3)
sourceRdd.takeSample(false,5).foreach(println)
println("---------------")
sourceRdd.takeSample(true,5).foreach(println)
结果：
6
1
9
4
3
---------------
3
2
9
4
2
takeOrdered(n, [ordering])
解释：使用它们的自然顺序或自定义比较器返回RDD的前n个元素
val sourceRd8 = sc.parallelize(List(13,2,6,4,8,3,7,8,91,1),3)
sourceRd8.takeOrdered(5).foreach(println)
结果：
1
2
3
4
6
saveAsTextFile(path)
解释：将数据集的元素作为文本文件（或一组文本文件）写入本地文件系统、HDFS或任何其他Hadoop支持的文件的给定目录中系统。Spark将在每个元素上调用toString将其转换为文件中的一行文本。
saveAsSequenceFile(path)
解释：将数据集的元素写入本地文件系统、HDFS或任何其他Hadoop支持的文件系统的给定路径中的Hadoop Sequence File。这在实现Hadoop的Writable接口的键值对的RDD上可用。在Scala中，它也适用于隐式转换为Writable的类型（Spark包括Int、Double、String等基本类型的转换）。
saveAsObjectFile(path)
解释：使用Java序列化以简单格式写入数据集的元素，然后可以使用 SparkContext.objectFile()。
countByKey()
解释：仅在（K，V）类型的RDD上可用。返回（K，Int）对的哈希图以及每个键的计数。
val sourceRdd4 = sc.parallelize(Seq(
("java", 1),
("java",3),
("java",18),
("c++", 1),
("js", 1),
("R",1),
("python",3),
("python",6),
("scala",2),
("scala", 1),
("scala",21)), 2)
sourceRdd4.countByKey().foreach(println)
结果：
(java,3)
(c++,1)
(scala,3)
(python,2)
(js,1)
(R,1)
foreach(func)（上面已经演示过）
解释：对数据集的每个元素运行一个函数func。这通常用于副作用，例如更新累加器或与外部存储系统交互。
注意：在foreach()之外修改除Accumulator之外的变量可能会导致未定义的行为。有关详细信息，请参阅了解闭包。
3、Shuffle操作
Spark中的某些操作会触发称为shuffle的事件。shuffle是Spark重新分配数据的机制，以便在分区之间以不同的方式分组。这通常涉及跨 executors 和 节点 复制数据，因此shuffle是复杂且成本高昂的操作。
我们以 reduceByKey 为例说明：
reduceByKey 生成一个新的RDD，相同key的所有value会被组合到一起，这就需要将本分区中不同的key发送到不同的节点。这对于Spark来说是一个全向操作。它必须从所有分区中读取以查找所有key的所有value， 然后将跨分区的value聚集在一起以计算每个key的最终结果- 这就是Shuffle。
尽管新洗牌数据的每个分区中的元素集是确定的，分区本身的顺序也是确定的，但这些元素的顺序不是。如果希望在洗牌后可预测地排序数据，那么可以使用：
mapPartitions（对每个分区进行排序，例如，使用.sorted）
repartitionAndSortWithinPartitions（在重新分区的同时有效地对分区进行排序）
sortBy（创建全局排序的RDD）
由于Shuffle涉及磁盘I/O、数据序列化和 网络输入输出。为了整理这些数据，Spark会产生map任务和reduce任务来实现（这里说的并不是MapReduce中的mapTask和reduceTask）
在内部，单个map任务的结果会保存在内存中，当数据不合适再内存中时会溢写到磁盘（会产生磁盘IO开销和垃圾回收机制）
Shuffle会在磁盘产生大量的中间文件，这些文件会一直保留，直到不再使用相关RDD并被垃圾收集。这是为了再次使用RDD时提升Shuffle的性能。
4、持久化
当我们有迭代算法的需求时，我们就需要将之前的RDD进行缓存或者持久化，可以直接使用persist()或cache()来实现。Spark的缓存也是容错的，如果发现缓存的RDD有分区丢失，会通过血缘关系再次创建它。
每个RDD都可以选择不同的持久化级别，比如磁盘、内存。这些级别通过传递一个 StorageLevel对象来实现。
| 存储级别 | 含义 |
|---|---|
| MEMORY_ONLY | 将RDD存储为JVM中反序列化的Java对象。如果RDD不适合内存，某些分区将不会被缓存，并且每次需要时都会立即重新计算。这是默认级别。 |
| MEMORY_AND_DISK | 将RDD存储为JVM中反序列化的Java对象。如果RDD不适合内存，则将不适合磁盘的分区存储在磁盘上，并在需要时从那里读取它们。 |
| MEMORY_ONLY_SER | 只适用于Java和Scala，将RDD存储为序列化的Java对象（每个分区一个字节数组）。 这通常比反序列化对象更节省空间，尤其是在使用 快速序列化程序，但读取更占用CPU。 |
| MEMORY_AND_DISK_SER | 只适用于Java和Scala，类似于MEMORY_ONLY_SER，但是将不适合内存的分区溢出到磁盘，而不是每次需要时立即重新计算它们。 |
| DISK_ONLY | 仅将RDD分区存储在磁盘上 |
| MEMORY_ONLY_2、MEMORY_AND_DISK_2等。 | 与上面的级别相同，但在两个集群节点上复制每个分区。 |
| OFF_HEAP | （实验阶段）类似于MEMORY_ONLY_SER，但将数据存储在 堆外内存。这需要启用堆外内存。 |
Spark还会自动在shuffle操作中持久化一些中间数据（例如reduceByKey），即使没有用户调用persist。这样做是为了避免在洗牌过程中节点失败时重新计算整个输入。
那么选择哪种存储级别呢？
Spark的存储级别旨在在内存使用和CPU效率之间提供不同的权衡。官网给了我们一下建议：
1、如果您的RDD适合默认存储级别（MEMORY_ONLY），请保持不变。 这是CPU效率最高的选项，允许RDD上的操作尽可能快地运行。
2、如果没有，请尝试使用MEMORY_ONLY_SER并选择一个快速序列化库来使对象更加节省空间，但访问速度仍然相当快。（适用于Java和Scala）
3、不要溢出到磁盘，除非计算数据集的函数很昂贵，或者它们过滤了大量数据。否则，重新计算分区可能与从磁盘读取分区一样快
4、如果您想要快速故障恢复（例如，如果使用Spark处理来自Web应用程序的请求），请使用复制的存储级别。所有存储级别都通过重新计算丢失的数据提供完全的容错能力，但复制的存储级别允许您继续在RDD上运行任务，而无需等待重新计算丢失的分区。
5、删除数据
Spark自动监控每个节点上的缓存使用情况，并在 最近最少使用（LRU）方式。如果您想手动删除RDD而不是等待 如果要从缓存中删除，请使用RDD.unpersist()方法。
二、共享变量
通常情况下，我们传递给算子的函数是作用在集群中各个worker上的，其中的变量被复制到每个worker，那么如何跨任务共享变量或者将变量回传给driver呢?Spark给我们提供了两种类型的共享变量即：广播变量和累加器。
1、广播变量
广播变量是将只读变量缓存在每台机器上，而不是将其副本与任务一起发送。例如，它们可以用来以有效的方式为每个节点提供大型输入数据集的副本。Spark还尝试使用有效的广播算法来分发广播变量，以降低通信成本。
创建方法为：
val broadcastVar = sc.broadcast(Array(1, 2, 3))
使用方法为：
broadcastVar.value
2、累加器
累加器是仅通过关联和交换操作“添加”到的变量，因此可以有效地并行支持。它们可用于实现计数器（如在MapReduce中）或求和。Spark原生支持数字类型的累加器，我们可以添加对其他类型的支持。
累加器在了解整体任务运行进度时很有用，使用方法如下：
创建累加器
val accum = sc.longAccumulator("My Accumulator")
//各个节点累加操作
accum.add(x)
//driver端获取结果
accum.value
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