文章目录
- 一、RDD持久化
- （一）引入持久化的必要性
- （二）案例演示持久化操作
- 1、RDD的依赖关系图
- 2、不采用持久化操作
- 3、采用持久化操作
- 二、存储级别
- （一）持久化方法的参数
- （二）Spark RDD存储级别表
- （三）如何选择存储级别
- （四）persist()与cache()的关系
- （五）案例演示设置存储级别
- 三、利用Spark WebUI查看缓存
- （一）创建RDD并标记为持久化
- （二）Spark WebUI查看RDD存储信息
- （三）将RDD从缓存中删除
一、RDD持久化
（一）引入持久化的必要性
Spark中的RDD是懒加载的，只有当遇到行动算子时才会从头计算所有RDD，而且当同一个RDD被多次使用时，每次都需要重新计算一遍，这样会严重增加消耗。为了避免重复计算同一个RDD，可以将RDD进行持久化。
Spark中重要的功能之一是可以将某个RDD中的数据保存到内存或者磁盘中，每次需要对这个RDD进行算子操作时，可以直接从内存或磁盘中取出该RDD的持久化数据，而不需要从头计算才能得到这个RDD。
（二）案例演示持久化操作
1、RDD的依赖关系图
读取文件，进行一系列操作，有多个RDD，如下图所示。
2、不采用持久化操作
在上图中，对RDD3进行了两次算子操作，分别生成了RDD4和RDD5。若RDD3没有持久化保存，则每次对RDD3进行操作时都需要从textFile()开始计算，将文件数据转化为RDD1，再转化为RDD2，最终才得到RDD3。
查看要操作的HDFS文件
以集群模式启动Spark Shell
按照图示进行操作，得RDD4和RDD5
查看RDD4内容，会从RDD1到RDD2到RDD3到RDD4跑一趟
显示RDD5内容，也会从RDD1到RDD2到RDD3到RDD5跑一趟
3、采用持久化操作
可以在RDD上使用persist()或cache()方法来标记要持久化的RDD（cache()方法实际上底层调用的是persist()方法）。在第一次行动操作时将对数据进行计算，并缓存在节点的内存中。Spark的缓存是容错的：如果缓存的RDD的任何分区丢失，Spark就会按照该RDD原来的转换过程自动重新计算并缓存。
计算到RDD3时，标记持久化
计算RDD4，就是基于RDD3缓存的数据开始计算，不用从头到尾跑一趟
计算RDD5，就是基于RDD3缓存的数据开始计算，不用从头到尾跑一趟
二、存储级别
（一）持久化方法的参数
利用RDD的persist()方法实现持久化，向persist()方法中传入一个StorageLevel对象指定存储级别。每个持久化的RDD都可以使用不同的存储级别存储，默认的存储级别是StorageLevel.MEMORY_ONLY。
（二）Spark RDD存储级别表
Spark RDD有七种存储级别
| 存储级别 | 说明 |
|---|---|
| MEMORY_ONLY | 将RDD存储为JVM中的反序列化Java对象。如果内存不够，部分分区就不会被缓存，并且在每次需要这些分区的时候都会被动态地重新计算。此为默认级别。 |
| MEMORY_AND_DISK | 将RDD存储为JVM中的反序列化Java对象。如果内存不够，就将未缓存的分区存储在磁盘上，并在需要这些分区时从磁盘读取。 |
| MEMORY_ONLY_SER | 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,特别是在使用快速序列化时，但读取时会增加 CPU负担。 |
| MEMORY_AND_DISK_SER | 类似于MEMORY_ONLY_SER，但是溢出的分区将写到磁盘，而不是每次需要对其动态地重新计算。 |
| DISK_ONLY | 只在磁盘上存储RDD分区。 |
| MEMORY_ONLY_2 | 与MEMORY_ONLY 相同，只是每个持久化的分区都会复制一份副本，存储在其他节点上。这种机制主要用于容错，一旦持久化数据丢失，可以使用副本数据，而不需要重新计算。 |
| MEMORY_AND_DISK_2 | 与MEMORY_AND_DISK相同,只是每个持久化的分区都会复制一份副本，存储在其他节点上。这种机制主要用于容错，一旦持久化数据丢失，可以使用副本数据，而不需要重新计算。 |
在Spark的Shuffle操作（例如reduceByKey()中，即使用户没有使用persist()方法，也会自动保存一些中间数据。这样做是为了避免在节点洗牌的过程中失败时重新计算整个输入。如果想多次使用某个RDD，那么强烈建议在该RDD上调用persist()方法。
（三）如何选择存储级别
选择原则：权衡内存使用率和CPU效率
如果RDD存储在内存中不会发生溢出，那么优先使用默认存储级别（MEMORY_ONLY），该级别会最大程度发挥CPU的性能，使在RDD上的操作以最快的速度运行。
如果RDD存储在内存中会发生溢出，那么使用MEMORY_ONLY_SER并选择一个快速序列化库将对象序列化，以节省空间，访问速度仍然相当快。
除非计算RDD的代价非常大，或者该RDD过滤了大量数据，否则不要将溢出的数据写入磁盘，因为重新计算分区的速度可能与从磁盘读取分区一样快。
如果希望在服务器出故障时能够快速恢复，那么可以使用多副本存储级别MEMORY_ONLY_2或MEMORY_AND_DISK_2。该存储级别在数据丢失后允许在RDD上继续运行任务，而不必等待重新计算丢失的分区。其他存储级别在发生数据丢失后，需要重新计算丢失的分区。
（四）persist()与cache()的关系
查看两个方法的源码
/**
* 在第一次行动操作时持久化RDD，并设置存储级别，当RDD从来没有设置过存储级别时才能使用该方法
*/
def persist(newLevel: StorageLevel): this.type = {
if (isLocallyCheckpointed) {
// 如果之前已将该RDD设置为localCheckpoint，就覆盖之前的存储级别
persist(LocalRDDCheckpointData.transformStorageLevel(newLevel), allowOverride = true)
} else {
persist(newLevel, allowOverride = false)
}
}
/**
* 持久化RDD，使用默认存储级别(MEMORY_ONLY)
*/
def persist(): this.type = persist(StorageLevel.MEMORY_ONLY)
/**
* 持久化RDD，使用默认存储级别(MEMORY_ONLY)
*/
def cache(): this.type = persist()
从上述代码可以看出，cache()方法调用了无参的persist()方法，两者的默认存储级别都为MEMORY_ONLY，但cache()方法不可更改存储级别，而persist()方法可以通过参数自定义存储级别。
（五）案例演示设置存储级别
在net.army.rdd根包里创建day05子包，然后在子包里创建SetStorageLevel对象
运行程序，查看结果
三、利用Spark WebUI查看缓存
使用集群方式重启Spark Shell
（一）创建RDD并标记为持久化
执行命令：val rdd = sc.parallelize(List(56, 67, 32, 89, 90, 66, 100))
（二）Spark WebUI查看RDD存储信息
浏览器中访问Spark Shell的WebUI http://master:4040/storage/ 查看RDD存储信息，可以看到存储信息为空
执行命令：rdd.collect，收集RDD数据
刷新WebUI，发现出现了一个ParallelCollectionRDD的存储信息，该RDD的存储级别为MEMORY，持久化的分区为8，完全存储于内存中。
单击ParallelCollectionRDD超链接，可以查看该RDD的详细存储信息
上述操作说明，调用RDD的persist()方法只是将该RDD标记为持久化，当执行行动操作时才会对标记为持久化的RDD进行持久化操作。
执行以下命令，创建rdd2，并将rdd2持久化到磁盘
刷新WebUI，发现多了一个MapPartitionsRDD的存储信息，该RDD的存储级别为DISK，持久化的分区为8，完全存储于磁盘中。
（三）将RDD从缓存中删除
Spark会自动监视每个节点上的缓存使用情况，并以最近最少使用的方式从缓存中删除旧的分区数据。如果希望手动删除RDD，而不是等待该RDD被Spark自动从缓存中删除，那么可以使用RDD的unpersist()方法。
执行命令：rdd.unpersist()，将rdd（ParallelCollectionRDD）从缓存中删除
刷新WebUI，发现只剩下了MapPartitionsRDD，ParallelCollectionRDD已被移除。
