一、updateStateByKey
1、概述
SparkStreaming 7*24 小时不间断的运行，有时需要管理一些状态，比如wordCount，每个batch的数据不是独立的而是需要累加的，这时就需要sparkStreaming来维护一些状态，目前有两种方案updateStateByKey&mapWithState，mapWithState是spark1.6新加入的保存状态的方案，官方声称相比updateStateByKey有10倍性能提升。updateStateByKey底层是将preSateRDD和parentRDD进行co-group，然后对所有数据都将经过自定义的mapFun函数进行一次计算，即使当前batch只有一条数据也会进行这么复杂的计算，大大的降低了性能，并且计算时间会随着维护的状态的增加而增加。mapWithstate底层是创建了一个MapWithStateRDD，存的数据是MapWithStateRDDRecord对象，一个Partition对应一个MapWithStateRDDRecord对象，该对象记录了对应Partition所有的状态，每次只会对当前batch有的数据进行跟新，而不会像updateStateByKey一样对所有数据计算。updateStateByKey操作，可以让我们为每个key维护一份state，并持续不断的更新该state。1、首先，要定义一个state，可以是任意的数据类型；2、其次，要定义state更新函数——>指定一个函数如何使用之前的state和新值来更新state。对于每个batch，Spark都会为每个之前已经存在的key去应用一次state更新函数，无论这个key在batch中是否有新的数据。如果state更新函数返回none，那么key对应的state就会被删除。当然，对于每个新出现的key，也会执行state更新函数。注意，updateStateByKey操作，要求必须开启Checkpoint机制。案例：基于缓存的实时wordcount程序（在实际业务场景中，这个是非常有用的）
2、java案例
package cn.spark.study.streaming;import java.util.Arrays;import java.util.List;import org.apache.spark.SparkConf;import org.apache.spark.api.java.function.FlatMapFunction;import org.apache.spark.api.java.function.Function2;import org.apache.spark.api.java.function.PairFunction;import org.apache.spark.streaming.Durations;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaDStream;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairDStream;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaReceiverInputDStream;import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaStreamingContext;import com.google.common.base.Optional;import scala.Tuple2;public class UpdateStateByKeyWordCount { public static void main(String[] args) { SparkConf conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("UpdateStateByKeyWordCount"); JavaStreamingContext jssc = new JavaStreamingContext(conf, Durations.seconds(5)); // 第一点，如果要使用updateStateByKey算子，就必须设置一个checkpoint目录，开启checkpoint机制 // 这样的话才能把每个key对应的state除了在内存中有，那么是不是也要checkpoint一份 // 因为你要长期保存一份key的state的话，那么spark streaming是要求必须用checkpoint的，以便于在 // 内存数据丢失的时候，可以从checkpoint中恢复数据 // 开启checkpoint机制，很简单，只要调用jssc的checkpoint()方法，设置一个hdfs目录即可 jssc.checkpoint("hdfs://spark1:9000/wordcount_checkpoint"); // 然后先实现基础的wordcount逻辑 JavaReceiverInputDStream lines = jssc.socketTextStream("localhost", 9999); JavaDStream words = lines.flatMap(new FlatMapFunction () { private static final long serialVersionUID = 1L; @Override public Iterable call(String line) throws Exception { return Arrays.asList(line.split(" ")); } }); JavaPairDStream pairs = words.mapToPair(new PairFunction () { private static final long serialVersionUID = 1L; @Override public Tuple2 call(String word) throws Exception { return new Tuple2 (word, 1); } }); // 到了这里，就不一样了，之前的话，是不是直接就是pairs.reduceByKey // 然后，就可以得到每个时间段的batch对应的RDD，计算出来的单词计数 // 然后，可以打印出那个时间段的单词计数 // 但是，有个问题，你如果要统计每个单词的全局的计数呢？ // 就是说，统计出来，从程序启动开始，到现在为止，一个单词出现的次数，那么就之前的方式就不好实现 // 就必须基于redis这种缓存，或者是mysql这种db，来实现累加 // 但是，我们的updateStateByKey，就可以实现直接通过Spark维护一份每个单词的全局的统计次数 // 这里的Optional，相当于Scala中的样例类，就是Option，可以这么理解 // 它代表了一个值的存在状态，可能存在，也可能不存在 JavaPairDStream wordConts = pairs.updateStateByKey(new Function2 , Optional , Optional >() { private static final long serialVersionUID = 1L; // 这里两个参数 // 实际上，对于每个单词，每次batch计算的时候，都会调用这个函数 // 第一个参数，values，相当于是这个batch中，这个key的新的值，可能有多个吧 // 比如说一个hello，可能有2个1，(hello, 1) (hello, 1)，那么传入的是(1,1) // 第二个参数，就是指的是这个key之前的状态，state，其中泛型的类型是你自己指定的 @Override public Optional call(List values, Optional state) throws Exception { // 首先定义一个全局的单词计数 Integer newValue = 0; // 其次，判断，state是否存在，如果不存在，说明是一个key第一次出现 // 如果存在，说明这个key之前已经统计过全局的次数了 if(state.isPresent()) { newValue = state.get(); } // 接着，将本次新出现的值，都累加到newValue上去，就是一个key目前的全局的统计次数 for(Integer value : values) { newValue += value; } return Optional.of(newValue); } }); // 到这里为止，相当于是，每个batch过来是，计算到pairs DStream，就会执行全局的updateStateByKey // 算子，updateStateByKey返回的JavaPairDStream，其实就代表了每个key的全局的计数 // 打印出来 wordConts.print(); jssc.start(); jssc.awaitTermination(); jssc.close(); }}##运行脚本[root@spark1 streaming]# cat updateStateByKeyWordCount.sh /usr/local/spark-1.5.1-bin-hadoop2.4/bin/spark-submit \--class cn.spark.study.streaming.UpdateStateByKeyWordCount \--num-executors 3 \--driver-memory 100m \--executor-memory 100m \--executor-cores 3 \--files /usr/local/hive/conf/hive-site.xml \--driver-class-path /usr/local/hive/lib/mysql-connector-java-5.1.17.jar \/usr/local/spark-study/java/streaming/saprk-study-java-0.0.1-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar \##在另一个窗口打开nc，然后输入内容：[root@spark1 kafka]# nc -lk 9999hello youhello wordhello you me##结果，相同的词每次都会全局统计(hello,3)(word,1)(me,1)(you,2)
3、scala案例
package cn.spark.study.streamingimport org.apache.spark.SparkConfimport org.apache.spark.streaming.StreamingContextimport org.apache.spark.streaming.Secondsobject UpdateStateByKeyWordCount { def main(args: Array[String]): Unit = { val conf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("UpdateStateByKeyWordCount") val ssc = new StreamingContext(conf, Seconds(5)) ssc.checkpoint("hdfs://spark1:9000/wordcount_checkpoint") val lines = ssc.socketTextStream("spark1", 9999) val words = lines.flatMap( _.split(" ")) val pairs = words.map(word => (word, 1)) val wordCounts = pairs.updateStateByKey((values: Seq[Int], state: Option[Int]) => { var newValue = state.getOrElse(0) for(value <- values) { newValue += value } Option(newValue) }) wordCounts.print() ssc.start() ssc.awaitTermination() }}##在另一个窗口打开nc，然后输入内容：[root@spark1 kafka]# nc -lk 9999hello wordhello you##结果，相同的词每次都会全局统计(hello,2)(word,1)(you,1)