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除了这些新功能外,该版本还重点关注可用性,稳定性和优化,解决了超过1000 个tickets。 Spark 贡献者的其他显着特征包括:

  • 消除 2GB 块大小的限制 [SPARK-24296, SPARK-24307]
  • 提升 Pandas UDF [SPARK-22274, SPARK-22239, SPARK-24624]
  • 图片模式数据源(Image schema data source )[SPARK-22666]
  • Spark SQL 加强[SPARK-23803, SPARK-4502, SPARK-24035, SPARK-24596, SPARK-19355]
  • 内置文件源改进 [SPARK-23456, SPARK-24576, SPARK-25419, SPARK-23972, SPARK-19018, SPARK-24244]
  • Kubernetes 整合加强 [SPARK-23984, SPARK-23146]
  • 在这篇文章中,我们简要总结了一些更高级别的功能和改进。 有关 Spark 所有组件和 JIRA 已解决的主要功能的完整列表,请阅读 Apache Spark 2.4.0 release notes

    Barrier Execution Mode

    Barrier Execution Mode 是 Project Hydrogen 的一部分,这是 Apache Spark 的一项计划,旨在将最先进的大数据和 AI 技术结合在一起。它可以将来自 AI 框架的分布式训练作业正确地嵌入到 Spark 作业中。我们通常会像 All-Reduce 这样来探讨复杂通信模式(complex communication patterns),因此所有的任务都需要同时运行。这不符合 Spark 当前使用的 MapReduce 模式 。使用这种新的执行模式,Spark 同时启动所有训练任务(例如,MPI 任务),并在任务失败时重新启动所有任务。Spark 还为屏障(barrier tasks)任务引入了一种新的容错机制。当任何障碍任务在中间失败时,Spark 将中止所有任务并重新启动当前 stage。

    内置高阶函数

    Spark 2.4 之前,为了直接操作复杂类型(例如数组类型),有两种典型的解决方案:

  • 将嵌套结构展开为多行,并应用某些函数,然后再次创建结构;
  • 编写用户自定义函数(UDF)。
  • 新的内置函数可以直接操作复杂类型,高阶函数可以使用匿名 lambda 函数直接操作复杂值,类似于UDF,但具有更好的性能。比如以下两个高阶函数:

    SELECT array_distinct(array(1, 2, 3, null, 3));
    ["1","2","3",null]
    
    SELECT array_intersect(array(1, 2, 3), array(1, 3, 5));
    ["1","3"]
    

    关于内置函数和高阶函数的进一步说明可以参见《Apache Spark 2.4 中解决复杂数据类型的内置函数和高阶函数介绍》《Apache Spark 2.4 新增内置函数和高阶函数使用介绍》

    内置 Avro 数据源

    Apache Avro 是一种流行的数据序列化格式。它广泛用于 Apache Spark 和 Apache Hadoop 生态系统,尤其适用于基于 Kafka 的数据管道。从 Apache Spark 2.4 版本开始,Spark 为读取和写入 Avro 数据提供内置支持。新的内置 spark-avro 模块最初来自 Databricks 的开源项目Avro Data Source for Apache Spark。除此之外,它还提供以下功能:

  • 新函数 from_avro()to_avro() 用于在 DataFrame 中读取和写入 Avro 数据,而不仅仅是文件。
  • 支持 Avro 逻辑类型(logical types),包括 Decimal,Timestamp 和 Date类型。Spark SQL 和 Avro 的数据类型之间的转换可以参见下面:
    Spark SQL typeAvro typeAvro logical type
    ByteType
    int
    ShortType
    int
    BinaryType
    bytes
    DateType
    int
    date
    TimestampType
    long
    timestamp-micros
    DecimalType
    fixed
    decimal
  • 2倍读取吞吐量提高和10%写入吞吐量提升。
  • 支持 Scala 2.12

    从 Spark 2.4 开始,Spark 支持 Scala 2.12,并分别与 Scala 2.11 和 2.12 进行交叉构建,这两个版本都可以在 Maven 存储库和下载页面中使用。现在,用户可以使用 Scala 2.12 来编写 Spark 应用程序。

    Scala 2.12 为 Java 8 带来了更好的互操作性,Java 8 提供了改进的 lambda 函数序列化。 它还包括用户期望的新功能和错误修复。

    Pandas UDF 提升

    Pandas UDF 是从 Spark 2.3 开始引入的。在此版本中,社区收集了用户的反馈,并不断改进 Pandas UDF。

    除了错误修复之外,Spark 2.4 中还有2个新功能:

  • SPARK-22239 使用 Pandas UDF 来用户自定义窗口函数。
  • SPARK-22274 使用 Pandas UDF 来用户自定义聚合函数。
  • 我们相信这些新功能将进一步改善 Pandas UDF 的使用,我们将在下一版本中不断改进Pandas UDF。

    Image Data Source

    社区从图像/视频/音频处理行业看到了更多案例。为这些提供 Spark 内置数据源简化了用户将数据导入 ML 训练的工作。在 Spark 2.3 版本中,图像数据源是通过ImageSchema.readImages 实现的。Spark 2.4 发行版中的 SPARK-22666 引入了一个新的 Spark 数据源,它可以作为 DataFrame 从目录中递归加载图像文件。现在加载图像非常简单:

    df = spark.read.format("image").load("...")
    

    Kubernetes 整合增强

    Spark 2.4 包含许多 Kubernetes 集成的增强功能。主要包括这三点:

  • 首先,此版本支持在 Kubernetes 上运行容器化 PySpark 和 SparkR 应用程序。Spark 为 Dockerfiles 提供了 Python 和 R 绑定,供用户构建基本映像或自定义它以构建自定义映像。
  • 其次,提供了客户端模式。用户可以在 Kubernetes 集群中运行的 pod 里面运行交互式工具(例如,shell或 notebooks)。
  • 最后,支持挂载以下类型的 Kubernetes volumes :emptyDir,hostPath 和 persistentVolumeClaim。
  • 灵活的 Streaming Sink

    许多外部存储系统已经有批量连接器(batch connectors),但并非所有外部存储系统都有流式接收器(streaming sinks)。在此版本中,即使存储系统不支持将流式传输作为接收器(streaming as a sink)。streamingDF.writeStream.foreachBatch(...) 允许我们在每个微批次(microbatch)的输出中使用 batch data writers。例如,过往记忆告诉你可以使用 foreachBatch 中现有的 Apache Cassandra 连接器直接将流式查询的输出写入到 Cassandra。具体如下:

    /**
     * User: 过往记忆
     * Date: 2018-11-10
     * Time: 10:24
     * bolg: https://www.iteblog.com
     * 本文地址:https://www.iteblog.com/archives/2448
     * 过往记忆博客,专注于Hadoop、Spark、HBase 等大数据技术。
     * 过往记忆博客微信公共帐号:iteblog_hadoop
     */
    
    streamingDF.writeStream
    .foreachBatch { (iteblogBatchDF: DataFrame, batchId: Long) =>
        iteblogBatchDF.write       // Use Cassandra batch data source to write streaming out
          .cassandraFormat(tableName, keyspace)
          .option("cluster", "iteblog_hadoop")
          .mode("append")
          .save()
      }
    

    同样,你也可以使用它将每个微批输出(micro-batch output)应用于 streaming DataFrames 中,许多 DataFrame/Dataset 操作在 streaming DataFrames 是不支持的,具体使用如下:

    streamingDF.writeStream.foreachBatch { (iteblogBatchDF: DataFrame, batchId: Long) =>
      iteblogBatchDF.cache()
      iteblogBatchDF.write.format(...).save(...)  // location 1
      iteblogBatchDF.write.format(...).save(...)  // location 2
      iteblogBatchDF.uncache()
    }
    
    本博客文章除特别声明,全部都是原创!
    原创文章版权归过往记忆大数据(过往记忆)所有,未经许可不得转载。
    本文链接: 【Apache Spark 2.4 正式发布,重要功能详细介绍】(https://www.iteblog.com/archives/2448.html)
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