一、介绍

Apache Spark 2.0引入了SparkSession，其目的是为用户提供了一个统一的切入点来使用Spark的各项功能，不再需要显式地创建SparkConf, SparkContext 以及 SQLContext，因为这些对象已经封装在SparkSession中。此外SparkSession允许用户通过它调用DataFrame和Dataset相关API来编写Spark程序。

那么在sparkSql模块中，sql各个阶段的解析的核心类则是SessionState，在后续的文章中会多次使用到SessionState的变量，故本节将介绍SessionState是如何构建的

二、构建过程

常见构建sparkSession写法：

// TODO 创建SparkSQL的运行环境
val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("sparkSQL")
val spark = SparkSession.builder().config(sparkConf)
  .getOrCreate()

// hive如下：
val spark = SparkSession.builder().config(sparkConf)
  .enableHiveSupport()
  .getOrCreate()

getOrCreate函数

def getOrCreate(): SparkSession = synchronized {
		  // SparkSession只能在Driver端创建和访问 
      assertOnDriver()
      // 首先检查是否存在有效的线程本地SparkSession，如果session不为空,且session对应的sparkContext未停止了,返回现有session
      var session = activeThreadSession.get()
      if ((session ne null) && !session.sparkContext.isStopped) {
        applyModifiableSettings(session)
        return session
      }

      // 线程同步执行
      SparkSession.synchronized {
        // 如果当前线程没有活动会话，请从全局会话获取它。
        session = defaultSession.get()
        if ((session ne null) && !session.sparkContext.isStopped) {
          applyModifiableSettings(session)
          return session
        }

        // 没有活动或全局默认会话。创建一个新的sparkContext
        val sparkContext = userSuppliedContext.getOrElse {
          val sparkConf = new SparkConf()
          options.foreach { case (k, v) => sparkConf.set(k, v) }

          // set a random app name if not given.
          if (!sparkConf.contains("spark.app.name")) {
            sparkConf.setAppName(java.util.UUID.randomUUID().toString)
          }

          SparkContext.getOrCreate(sparkConf)
          // Do not update `SparkConf` for existing `SparkContext`, as it's shared by all sessions.
        }
				
        // 这里是扩展用户指定的自定义扩展，后面会有一节单独介绍
        applyExtensions(
          sparkContext.getConf.get(StaticSQLConf.SPARK_SESSION_EXTENSIONS).getOrElse(Seq.empty),
          extensions)
				
        // 重点此处构建SparkSession；extensions入参为自定义扩展类，后面会有一节单独介绍。
        session = new SparkSession(sparkContext, None, None, extensions)
        options.foreach { case (k, v) => session.initialSessionOptions.put(k, v) }
        setDefaultSession(session)
        setActiveSession(session)
        registerContextListener(sparkContext)
      }

      return session
    }

在SparkSession类中有一个核心属性：SessionState，该属性存储着sparksql各个阶段的执行过程，十分重要：

这里看一下SessionState的属性，单单从属性就能看出其重要性，属性中包含了各个阶段的执行类；sql处理的各个阶段几乎都在使用这些变量

**回到SparkSession构建SessionState过程，这里贴一下源码： **

可以看到先是通过config的CATALOG_IMPLEMENTATION属性分辨构建出两种SessionState：

1、HiveSessionStateBuilder

2、SessionStateBuilder

但最终返回的是统一父类：BaseSessionStateBuilder，而且是通过BaseSessionStateBuilder.build创建SessionState。

lazy val sessionState: SessionState = {
    parentSessionState
      .map(_.clone(this))
      .getOrElse {
        val state = SparkSession.instantiateSessionState( // 调用instantiateSessionState函数构建SessionState
          SparkSession.sessionStateClassName(sparkContext.conf), // 调用sessionStateClassName函数确定构建hive还是普通SessionState
          self)
        initialSessionOptions.foreach { case (k, v) => state.conf.setConfString(k, v) }
        state
      }
  }

// HiveSessionStateBuilder全类名，用于后面反射
private val HIVE_SESSION_STATE_BUILDER_CLASS_NAME = 
	"org.apache.spark.sql.hive.HiveSessionStateBuilder"

// 当调用enableHiveSupport函数时会将CATALOG_IMPLEMENTATION = hive
def enableHiveSupport(): Builder = synchronized {
  if (hiveClassesArePresent) {
    config(CATALOG_IMPLEMENTATION.key, "hive")
  } else {
    throw new IllegalArgumentException(
      "Unable to instantiate SparkSession with Hive support because " +
        "Hive classes are not found.")
  }
}

// 通过config的CATALOG_IMPLEMENTATION属性分辨构建出两种SessionState
private def sessionStateClassName(conf: SparkConf): String = {
    conf.get(CATALOG_IMPLEMENTATION) match {
      case "hive" => HIVE_SESSION_STATE_BUILDER_CLASS_NAME
      case "in-memory" => classOf[SessionStateBuilder].getCanonicalName
    }
  }


// 注意：这里将hive | in-memory的 className构建成了统一的父类BaseSessionStateBuilder，并且调用了.build()函数
private def instantiateSessionState(
      className: String,
      sparkSession: SparkSession): SessionState = {
    try {
      // invoke `new [Hive]SessionStateBuilder(SparkSession, Option[SessionState])`
      val clazz = Utils.classForName(className)
      val ctor = clazz.getConstructors.head
      ctor.newInstance(sparkSession, None).asInstanceOf[BaseSessionStateBuilder].build() // 这里将sparkSession传参进去
    } catch {
      case NonFatal(e) =>
        throw new IllegalArgumentException(s"Error while instantiating '$className':", e)
    }
  }

接下来看一下BaseSessionStateBuilder的build函数，内容较多这里贴一下核心的代码：

// 构建SessionState
def build(): SessionState = {
    new SessionState(
      session.sharedState,
      conf,
      experimentalMethods,
      functionRegistry,
      udfRegistration,
      () => catalog, // catalog元数据，后面会在catalog一节单独介绍
      sqlParser,		// sql解析核心类
      () => analyzer,	// analyzer阶段核心类
      () => optimizer, // optimizer阶段核心类
      planner,			   // 物理计划和锡类
      () => streamingQueryManager,
      listenerManager,
      () => resourceLoader,
      createQueryExecution,
      createClone,
      columnarRules)
  }

// 创建sql解析器
protected lazy val sqlParser: ParserInterface = {
    extensions.buildParser(session, new SparkSqlParser(conf))
}

// 创建Analyzer解析器
protected def analyzer: Analyzer = new Analyzer(catalogManager, conf) {
    ......
}

// 创建optimizer优化器类
protected def optimizer: Optimizer = {
    new SparkOptimizer(catalogManager, catalog, experimentalMethods) {
      ......
    }
  }

// 创建planner物理计划类
protected def planner: SparkPlanner = {
    new SparkPlanner(session, conf, experimentalMethods) {
      ......
    }
  }

至此sql各个阶段的核心类创建准备完成，每种核心类的使用会在后面各个阶段的文种中详细展开，这里不赘述。

本节主要介绍了SessionState的构建过程和其核心函数的创建，这在后面各个阶段中会多次提及和使用。