跟着chatgpt学习|1.spark入门

首先先让chatgpt帮我规划学习路径，使用Markdown格式返回，并转成思维导图的形式

目录

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1. 了解spark

1.1 Spark的概念

1.2 Spark的架构

1.3 Spark的基本功能

2.spark中的数据抽象和操作方式

    2.1.RDD（弹性分布式数据集）

    2.2 DataFrame

    2.3 DataSet

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1. 了解spark

1.1 Spark的概念

• 弹性分布式数据集（RDD）

  是Spark的核心抽象，代表分布式内存中的不可变的对象集合。RDD可以跨多个节点并行操作，是Spark实现高性能的基础。

• DataFrame和DataSet

  Spark提供了结构化数据处理的API，可以使用DataFrame和DataSet进行高效的数据操作和分析。

• Spark SQL

  用于处理结构化数据的模块，提供了SQL查询和数据集操作的API。

• Spark Streaming

  用于实时数据处理和流式计算的模块，能够对数据流进行实时处理和分析。
• Spark MLlib        

        是Spark提供的机器学习库，包含了常见的机器学习算法和工具，用于数据挖掘和模型训练。

• Spark GraphX

  用于图计算和图分析的模块，提供了图处理和图算法的API。

1.2 Spark的架构

• Cluster Manager（集群管理器）

  集群管理器负责在集群中启动和管理Spark应用程序的执行。常见的集群管理器包括Hadoop YARN、Apache Mesos和Kubernetes。为Spark应用程序分配Executor的资源，并监控各个Executor的状态

• Driver（驱动器）

  驱动器是Spark应用程序的主要控制节点，运行用户编写的Spark应用程序的main函数。驱动器负责解析用户程序，将任务分配给各个Executor，并协调各个组件之间的交互。驱动器负责创建和维护SparkContext对象，SparkContext是与Spark集群进行交互的主要入口点

• Executor（执行器）

  执行器是运行在集群节点上的工作进程，负责执行具体的任务。每个应用程序都有自己的一组执行器，它们在启动时由集群管理器分配。执行器负责执行驱动器分配给它们的任务，并将计算结果返回给驱动器。执行器还负责将数据存储在内存中，并提供对数据的读写能力。在执行器中，每个任务都会被分配到一个线程上执行，可以并行执行多个任务。

三者的关系如下：

• driver和executor是通过cluster manager进行通信的，cluster manager负责将driver和executor连接起来，并协调它们之间的任务调度和资源分配。
• driver通过SparkContext对象与cluster manager通信，并将任务分发给executor执行。driver还负责监控和处理executor的状态和计算结果。
• executor接收来自driver的任务，并在本地执行。executor将计算结果返回给driver，并及时向driver汇报任务的状态。
   

总结起来，Cluster Manager负责资源的分配和任务调度，Driver负责解析用户程序并协调任务的执行，而Executor负责实际执行任务并返回计算结果。它们三者一起协作，实现了Spark应用程序的分布式计算。

1.3 Spark的基本功能

1. 分布式数据处理

   Spark可以处理大规模数据集，并支持在分布式环境中进行并行计算。它通过将数据加载到内存中并在集群中进行分布式计算，提供高性能的数据处理能力。

2. 数据抽象和操作

   Spark提供了弹性分布式数据集（RDD）的抽象，可以以类似于本地集合的方式对数据进行处理。Spark的API支持各种数据操作，如映射、过滤、聚合和排序等。

3. 批处理和交互式查询

   Spark提供了Spark SQL模块，支持使用SQL语言进行数据查询和操作。它可以处理结构化数据，并提供了高级API（如DataFrame和DataSet），使得批处理和交互式查询更加方便和高效。

4. 流处理和实时分析

   Spark Streaming模块使得实时数据处理和流式分析成为可能。它支持将连续数据流以微批处理的方式进行处理，并提供了窗口操作、状态管理和实时计算等功能。

5. 机器学习和数据挖掘

   Spark提供了Spark MLlib机器学习库，包含了常见的机器学习算法和工具。它支持分类、回归、聚类、推荐等机器学习任务，并提供了特征处理、模型评估和模型调优等功能。

6. 图计算和图分析

   Spark GraphX模块提供了图处理和图算法的功能。它支持构建和处理大规模图数据，并提供了图遍历、图算法和图分析等功能。

7. 分布式文件系统和数据源支持

   Spark支持多种分布式文件系统和数据源，如Hadoop HDFS、Amazon S3、Apache Cassandra等。这使得Spark可以方便地与各种数据存储和数据处理平台集成。

2.spark中的数据抽象和操作方式

    2.1.RDD（弹性分布式数据集）

• 分布式内存中不可变对象集合
• 分区的数据集，可以跨节点并行操作
•  特性 
  • 容错性
  • 不可变性
    • 对RDD进行转换操作会生成一个新的RDD
  • 可分区性
    • 根据数据的键或哈希值进行分区，以便在集群中进行并行处理
  • 可持久化
    • 可以将数据存储在内存中，以便进行高速计算

    2.2 DataFrame

• Spark SQL中的数据抽象
• 是具有命名列和逻辑模式的分布式数据集
• 特性
  • 结构化数据
  • 优化执行
    • 使用Spark的优化器，将查询转为更高效的物理执行计划
  • 支持SQL查询

    2.3 DataSet

• Spark1.6后引入的数据抽象，是DataFrame的扩展
• 提供类型安全的分布式数据集
• 特性
  • 类型安全
    支持编译时类型检查
  • 面向对象
    可以使用面向对象的方式进行数据操作，同时也支持SQL查询
  • 高性能
    可以和DataFrame共享相同的执行计划和优化器，提供高性能的数据处理能力