PySpark 数据操作

news2024/12/27 12:06:14

数据输入

RDD对象

如图可见,PySpark支持多种数据的输入,在输入完成后,都会得到一个:RDD类的对象

RDD全称为:弹性分布式数据集(Resilient Distributed Datasets)

PySpark针对数据的处理,都是以RDD对象作为载体,即:

  • 数据存储在RDD内
  • 各类数据的计算方法,也都是RDD的成员方法
  • RDD的数据计算方法,返回值依旧是RDD对象

 PySpark的编程模型(上图)可以归纳为:

  • 准备数据到RDD -> RDD迭代计算 -> RDD导出为list、文本文件等
  • 即:源数据 -> RDD -> 结果数据

Python数据容器转RDD对象

PySpark支持通过SparkContext对象的parallelize成员方法,将:

  • list
  • tuple
  • set
  • dict
  • str

转换为PySpark的RDD对象

注意:

  • 字符串会被拆分出1个个的字符,存入RDD对象
  • 字典仅有key会被存入RDD对象

读取文件转RDD对象

PySpark也支持通过SparkContext入口对象,来读取文件,来构建出RDD对象。

 总结:

1. RDD对象是什么?为什么要使用它?

RDD对象称之为分布式弹性数据集,是PySpark中数据计算的载体,它可以:

  • 提供数据存储
  • 提供数据计算的各类方法
  • 数据计算的方法,返回值依旧是RDD(RDD迭代计算)

后续对数据进行各类计算,都是基于RDD对象进行

2. 如何输入数据到Spark(即得到RDD对象)

  • 通过SparkContext的parallelize成员方法,将Python数据容器转换为RDD对象
  • 通过SparkContext的textFile成员方法,读取文本文件得到RDD对象

数据计算

map方法

PySpark的数据计算,都是基于RDD对象来进行的,那么如何进行呢?

自然是依赖,RDD对象内置丰富的:成员方法(算子)

语法:

 

"""
 演示PySpark代码加载数据即数据输入
"""
from pyspark import SparkConf, SparkContext

conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)

# # 通过parallelize方法将Python对象加载到Spark内,成为RDD对象
rdd1 = sc.parallelize([1, 2, 3, 4, 5])
rdd2 = sc.parallelize((1, 2, 3, 4, 5))
rdd3 = sc.parallelize("abcdefg")
rdd4 = sc.parallelize({1, 2, 3, 4, 5})
rdd5 = sc.parallelize({"key1": "value1", "key2": "value2", "key3": "value3"})

# # 如果要查看RDD里边有什么内容,需要用collect()方法
print(rdd1.collect())
print(rdd2.collect())
print(rdd3.collect())
print(rdd4.collect())
print(rdd5.collect())
# 用过textFile方法,读取文件数据加载到Spark内,成为RDD对象
rdd = sc.textFile("E:/百度网盘/1、Python快速入门(8天零基础入门到精通)/资料/第15章资料/资料/hello.txt")
print(rdd.collect())
sc.stop()

总结:

 1. map算子(成员方法)

  • 接受一个处理函数,可用lambda表达式快速编写
  • 对RDD内的元素逐个处理,并返回一个新的RDD

2. 链式调用

  • 对于返回值是新RDD的算子,可以通过链式调用的方式多次调用算子。

flatMap方法

 

总结

flatMap算子

  • 计算逻辑和map一样
  • 可以比map多出,解除一层嵌套的功能

reduceByKey方法

 

"""
PySpark代码加载数据reduceByKey方法
针对KV型 RDD
自动按照key分组,然后根据你提供的聚合逻辑完成组内数(value)的聚合操作.

二元元祖
"""

from pyspark import SparkConf, SparkContext
# 配置Python解释器
import os
os.environ['PYSPARK_PYTHON'] = "D:/Python/Python311/python.exe"

conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)

rdd = sc.parallelize([('男', 99), ('女', 88),('女',99), ('男',77), ('男', 55)])
# 需求,求男生和女生俩个组的成绩之和
rdd2 = rdd.reduceByKey(lambda a, b: a + b)
print(rdd2.collect())

 

 总结:

reduceByKey算子

  • 接受一个处理函数,对数据进行两两计算

 

练习案例1

WordCount案例

使用学习到的内容,完成:

  • 读取文件
  • 统计文件内,单词的出现数量

hello.txt

itheima itheima itcast itheima
spark python spark python itheima
itheima itcast itcast itheima python
python python spark pyspark pyspark
itheima python pyspark itcast spark

"""
完成练习案例:单词计数统计
"""
# 1.构建执行环境入口对象
from pyspark import SparkConf, SparkContext
import os
os.environ['PYSPARK_PYTHON'] = "D:/Python/Python311/python.exe"
conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)
# 2.读取数据
rdd = sc.textFile("E:/百度网盘/1、Python快速入门(8天零基础入门到精通)/资料/第15章资料/资料/hello.txt")
# 3.取出全部单词
wor_rdd = rdd.flatMap(lambda a: a.split(" "))
# print(wor_rdd.collect())
# 4.将所有单词都转换成二元元组,单词为key,Value设置为1
word_with_one_rdd = wor_rdd.map(lambda word: (word, 1))
# print(word_with_one_rdd.collect())
# 5.分组并求和
result = word_with_one_rdd.reduceByKey(lambda a, b: a + b)
# 6.打印输出结果
print(result.collect())


结果:
[('python', 6), ('itheima', 7), ('itcast', 4), ('spark', 4), ('pyspark', 3)]

filter方法

功能:过滤想要的数据进行保留

"""
PySpark代码加载数据Filter方法
"""
from pyspark import SparkConf, SparkContext
# 配置Python解释器
import os

os.environ['PYSPARK_PYTHON'] = "D:/Python/Python311/python.exe"
conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)

# 准备一个RDD
rdd = sc.parallelize([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
# 对RDD的数据进行过滤
rdd2 = rdd.filter(lambda num: num % 2 == 0)  # 整数返回true 奇数返回false

print(rdd2.collect())


结果:
[2, 4, 6]

 总结:

filter算子

  • 接受一个处理函数,可用lambda快速编写
  • 函数对RDD数据逐个处理,得到True的保留至返回值的RDD中

distinct方法

功能:对RDD数据进行去重,返回新的RDD

语法:

        rdd.distinct()       无需传参

"""
PySpark代码加载数据distinct方法
去重  无需传参
"""
from pyspark import SparkConf, SparkContext
# 配置Python解释器
import os

os.environ['PYSPARK_PYTHON'] = "D:/Python/Python311/python.exe"
conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)

# 准备一个RDD
rdd = sc.parallelize([1, 1, 2, 3, 3, 3, 5, 6, 7, 7, 7, 7, 7])
# 对RDD的数据进行去重
rdd2 = rdd.distinct()
print(rdd2.collect())


结果:
[1, 2, 3, 5, 6, 7]

 总结:

 distinct算子

  • 完成对RDD内数据的去重操作

sortBy方法

功能:对RDD数据进行排序,基于你指定的排序依据

"""
PySpark代码加载数据sortBy方法
排序
语法:
rdd.sortBy(func,ascending=False, numPartitions=1)
# func:(T)U:告知按照rdd中的哪个数据进行排序,
比如lambda x:x[1]表示按照rdd中的第二列元素进行排序
# ascending True升序  False降序
# numPartitions:用多少分区排序
"""
# 1.构建执行环境入口对象
from pyspark import SparkConf, SparkContext
import os
os.environ['PYSPARK_PYTHON'] = "D:/Python/Python311/python.exe"
conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)
# 2.读取数据
rdd = sc.textFile("E:/百度网盘/1、Python快速入门(8天零基础入门到精通)/资料/第15章资料/资料/hello.txt")
# 3.取出全部单词
wor_rdd = rdd.flatMap(lambda a: a.split(" "))
# 4.将所有单词都转换成二元元组,单词为key,Value设置为1
word_with_one_rdd = wor_rdd.map(lambda word: (word, 1))
# 5.分组并求和
result = word_with_one_rdd.reduceByKey(lambda a, b: a + b)
# 6.打印输出结果
print(result.collect())
# 7.对结果进行排序
a = result.sortBy(lambda x: x[1], ascending=False, numPartitions=1)  # 降序
print(a.collect())

b = result.sortBy(lambda x: x[1], ascending=True, numPartitions=1)  # 升序
print(b.collect())


结果:
[('python', 6), ('itheima', 7), ('itcast', 4), ('spark', 4), ('pyspark', 3)]
[('itheima', 7), ('python', 6), ('itcast', 4), ('spark', 4), ('pyspark', 3)]
[('pyspark', 3), ('itcast', 4), ('spark', 4), ('python', 6), ('itheima', 7)]

 总结:

sortBy算子

  • 接收一个处理函数,可用lambda快速编写
  • 函数表示用来决定排序的依据
  • 可以控制升序或降序
  • 全局排序需要设置分区数为1

练习案例2

案例

{"id":1,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"平板电脑","areaName":"北京","money":"1450"}|{"id":2,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"手机","areaName":"北京","money":"1450"}|{"id":3,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"手机","areaName":"北京","money":"8412"} {"id":4,"timestamp":"2019-05-08T05:01.00Z","category":"电脑","areaName":"上海","money":"1513"}|{"id":5,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"家电","areaName":"北京","money":"1550"}|{"id":6,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"电脑","areaName":"杭州","money":"1550"} {"id":7,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"电脑","areaName":"北京","money":"5611"}|{"id":8,"timestamp":"2019-05-08T03:01.00Z","category":"家电","areaName":"北京","money":"4410"}|{"id":9,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"家具","areaName":"郑州","money":"1120"} {"id":10,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"家具","areaName":"北京","money":"6661"}|{"id":11,"timestamp":"2019-05-08T05:03.00Z","category":"家具","areaName":"杭州","money":"1230"}|{"id":12,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"书籍","areaName":"北京","money":"5550"} {"id":13,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"书籍","areaName":"北京","money":"5550"}|{"id":14,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"电脑","areaName":"北京","money":"1261"}|{"id":15,"timestamp":"2019-05-08T03:03.00Z","category":"电脑","areaName":"杭州","money":"6660"} {"id":16,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"电脑","areaName":"天津","money":"6660"}|{"id":17,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"书籍","areaName":"北京","money":"9000"}|{"id":18,"timestamp":"2019-05-08T05:01.00Z","category":"书籍","areaName":"北京","money":"1230"} {"id":19,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"电脑","areaName":"杭州","money":"5551"}|{"id":20,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"电脑","areaName":"北京","money":"2450"} {"id":21,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"食品","areaName":"北京","money":"5520"}|{"id":22,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"食品","areaName":"北京","money":"6650"} {"id":23,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"服饰","areaName":"杭州","money":"1240"}|{"id":24,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"食品","areaName":"天津","money":"5600"} {"id":25,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"食品","areaName":"北京","money":"7801"}|{"id":26,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"服饰","areaName":"北京","money":"9000"} {"id":27,"timestamp":"2019-05-08T01:03.00Z","category":"服饰","areaName":"杭州","money":"5600"}|{"id":28,"timestamp":"2019-05-08T01:01.00Z","category":"食品","areaName":"北京","money":"8000"}|{"id":29,"timestamp":"2019-05-08T02:03.00Z","category":"服饰","areaName":"杭州","money":"7000"}

 需求,复制以上内容到文件中,使用Spark读取文件进行计算:

  • 各个城市销售额排名,从大到小
  • 全部城市,有哪些商品类别在售卖
  • 北京市有哪些商品类别在售卖
"""
使用Spark读取文件进行计算:
各个城市销售额排名,从大到小
全部城市,有哪些商品类别在售卖
北京市有哪些商品类别在售卖
"""
import json
from pyspark import SparkConf, SparkContext
import os
os.environ['PYSPARK_PYTHON'] = "D:/Python/Python311/python.exe"
conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
sc = SparkContext(conf=conf)


# TOD0 需求1:城市销售额排名
# 1.1 读取文件得到RDD
rdd = sc.textFile("E:/百度网盘/1、Python快速入门(8天零基础入门到精通)/资料/第15章资料/资料/orders.txt")
# print(rdd.collect())

# 1.2取出一个个JSON字符串
json_str = rdd.flatMap(lambda a: a.split("|"))
# print(json_str.collect())

# 1.3将一个个JSON字符串转换为字典
my_dict = json_str.map(lambda x: json.loads(x))
# print(my_dict.collect())

# 1.4 取出城市和销售额数据
# (城市,销售额)
city_with_money_rdd = my_dict.map(lambda x: (x["areaName"], int(x['money'])))
# print(city_with_money_rdd.collect())

# 1.5 按城市分组按销售额聚合
city_result = city_with_money_rdd.reduceByKey(lambda a, b: a + b)
# print(city_result.collect())

# 1.6 按销售额聚合结果进行排序
sorting = city_result.sortBy(lambda a: a[1], ascending=False, numPartitions=1)
print(f"需求1的结果是:{sorting.collect()}")

# TODD 需求2:全部城市,有哪些商品类别在售卖
city_with_category_rdd = my_dict.map(lambda x: (x['category'])).distinct()
print(f"需求2的结果是:{city_with_category_rdd.collect()}")

# TODD 需求3:北京市有哪些商品类别在售卖
# 3.1 过滤北京是市的数据
bj_dict = my_dict.filter(lambda a: a["areaName"] == "北京")
# print(bj_dict.collect())

# # 3.2 取出全部商品列表
# bj_category = bj_dict.map(lambda a: a["category"])
# print(bj_category.collect())

# # 3.3 进行商品类别去重
# bj_category_distinct = bj_category.distinct()
# print(f"北京市售卖的商品有{bj_category_distinct.collect()}")

# 3.2 取出全部商品列表  进行商品类别去重
bj_category = bj_dict.map(lambda a: a["category"]).distinct()
print(f"北京市售卖的商品有{bj_category.collect()}")



结果:
需求1的结果是:[('北京', 91556), ('杭州', 28831), ('天津', 12260), ('上海', 1513), ('郑州', 1120)]


需求2的结果是:['电脑', '家电', '食品', '平板电脑', '手机', '家具', '书籍', '服饰']


北京市售卖的商品有['家电', '电脑', '食品', '平板电脑', '手机', '家具', '书籍', '服饰']

数据输出

输出为Python对象

数据输入:

  • sc.parallelize
  • sc.textFile

数据计算:

  • rdd.map
  • rdd.flatMap
  • rdd.reduceByKey
  • ...

collect算子

功能:将rdd各个分区内的数据,统一收集到Driver中,形成一个List对象

用法:

rdd.collect()

返回一个List

reduce算子

功能:对RDD数据集按照你传入的逻辑进行聚合

返回值等同于计算函数的返回值

take算子

 功能:取RDD的前N个元素,组合成List返回给你

用法:

sc.parallelize([1, 2, 65, 5, 8, 841, 2, 48, 12, 21, 48]).take(6)


结果:
[1, 2, 65, 5, 8, 841]

 count算子

功能:计算RDD有多少条数据,返回值是一个数字

总结:

1. Spark的编程流程就是:

  • 将数据加载为RDD(数据输入)
  • 对RDD进行计算(数据计算)
  • 将RDD转换为Python对象(数据输出)

2. 数据输出的方法

  • collect:将RDD内容转换为list
  • reduce:对RDD内容进行自定义聚合
  • take:取出RDD的前N个元素组成list
  • count:统计RDD元素个数

数据输出可用的方法是很多的,简单的介绍了4个。

输出到文件中

saveAsTextFile算子

功能:将RDD的数据写入文本文件中

支持 本地写成,hdfs等文件系统

代码:

rdd = sc.parallelize([1, 2, 3, 4, 5, 6])
rdd.saveAsTextFile("D:/output")

注意事项

调用保存文件的算子,需要配置Hadoop依赖

下载Hadoop安装包

  • 解压到电脑任意位置
  • 在Python代码中使用os模块配置:os.environ[‘HADOOP_HOME’] = ‘HADOOP解压文件夹路径’
  • 下载winutils.exe,并放入Hadoop解压文件夹的bin目录内
  • 下载hadoop.dll,并放入:C:/Windows/System32 文件夹内

 修改rdd分区为1个

方式1,SparkConf对象设置属性全局并行度为1:

conf = SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("test_spark")
# 设置spark全局并行度为1
conf.set('spark.default.parallelism', '1')

sc = SparkContext(conf=conf)

方式2,创建RDD的时候设置(parallelize方法传入numSlices参数为1):

rdd1 = sc.parallelize([1, 2, 3, 4, 5, 6], numSlices=1)  # 设置分区为1

rdd1 = sc.parallelize([1, 2, 3, 4, 5, 6], 1)  # 设置分区为1

总结:

1. RDD输出到文件的方法

  • rdd.saveAsTextFile(路径)
  • 输出的结果是一个文件夹
  • 有几个分区就输出多少个结果文件

2. 如何修改RDD分区

  • SparkConf对象设置conf.set("spark.default.parallelism", "1")
  • 创建RDD的时候,sc.parallelize方法传入numSlices参数为1

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