简述Spark的阶段划分流程 ?

参考回答

在 Spark 中,作业(Job)会被划分为多个阶段(Stage),而每个阶段由多个任务(Task)组成。阶段划分的流程如下:

  1. 作业提交:用户通过 spark-submit 提交 Spark 作业,作业开始执行。
  2. DAG 生成:Spark 会根据作业中的操作(如 mapreduce 等)生成一个 DAG(有向无环图)。DAG 中的每个节点表示一个 RDD 转换操作,边表示操作之间的数据依赖关系。
  3. Stage 划分:根据 DAG 的数据依赖关系,Spark 会将作业划分为多个 Stage。一个 Stage 中的所有任务都是可以并行执行的,它们之间没有数据依赖。
  4. Shuffle 判断:Spark 根据操作的类型判断是否需要进行 Shuffle。Shuffle 操作通常会导致 Stage 划分的边界,比如 groupByKeyreduceByKey 等会导致数据的洗牌,产生新的 Stage。
  5. 执行 Stage:每个 Stage 会被划分为多个 Task,这些 Task 会被分配给 Executor 执行。每个 Task 执行相同的计算,但作用的数据不同。
  6. Stage 执行顺序:Spark 会按顺序执行多个 Stage,从第一个 Stage 开始,直到所有 Stage 完成。

详细讲解与拓展

1. 作业提交与 DAG 生成

  • 当用户提交作业时,Spark 会根据作业中的操作生成一个 DAG(有向无环图)。DAG 中的每个节点代表一个 RDD 转换操作,而边则表示这些操作之间的数据依赖关系。
  • 示例:如果作业包括 mapflatMapfilterreduce 操作,Spark 会为这些操作生成相应的 DAG 图。

2. Stage 划分

  • Spark 会根据 窄依赖宽依赖 划分 Stage。
    • 窄依赖(Narrow Dependency):子任务仅依赖于父任务的一部分数据(如 mapfilter 等),不会发生 Shuffle 操作。这类操作不会拆分 Stage,通常每个窄依赖操作都会被放入同一 Stage 中。
    • 宽依赖(Wide Dependency):子任务依赖于父任务的多个分区(如 groupByKeyreduceByKey 等),需要进行 Shuffle 操作。每当有宽依赖时,Spark 会划分新的 Stage。
  • 示例:在一个包含 mapreduceByKey 的作业中,map 操作会被划分为一个 Stage,而 reduceByKey 会生成一个新的 Stage,因为 reduceByKey 是一个宽依赖操作,需要 Shuffle。

3. Shuffle 判断

  • 当出现宽依赖操作时,Spark 会将这部分任务划分为新的 Stage,因为宽依赖需要通过 Shuffle 过程来重新分配数据。Shuffle 是一个昂贵的操作,通常会导致 I/O 和网络开销。
  • 示例reduceByKey 操作会导致 Shuffle,生成一个新的 Stage。

4. 执行 Stage

  • 每个 Stage 会被拆分成多个 Task,这些 Task 会并行执行。每个 Task 处理的数据是不同的,但执行的计算逻辑是相同的。
  • 示例:在一个 Stage 中,如果有 100 个分区,那么就会有 100 个 Task,分别处理不同的分区数据。

5. Stage 执行顺序

  • Spark 会按顺序执行每个 Stage,从第一个 Stage 开始。每个 Stage 执行完后,下一阶段的 Task 才会启动,确保数据依赖的正确性。
  • 示例:在一个包含两个 Stage 的作业中,Stage 1 会在 Stage 2 之前完成。

总结

Spark 的阶段划分过程通过 DAG 图和数据依赖关系将作业分成多个 Stage。每个 Stage 是根据窄依赖和宽依赖划分的,宽依赖会导致 Shuffle 操作,从而产生新的 Stage。每个 Stage 中的 Task 会并行执行,最终完成整个作业的计算。通过合理的阶段划分,Spark 可以高效地执行大规模数据处理任务。

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