定位原因与出现问题的位置:

根据log去定位

出现数据倾斜的原因,基本只可能是因为发生了shuffle操作,在shuffle的过程中,出现了数据倾斜的问题。

因为某个,或者某些key对应的数据,远远的高于其他的key。

1、你在自己的程序里面找找,哪些地方用了会产生shuffle的算子,groupByKey、countByKey、reduceByKey、join

2、看log

log一般会报是在你的哪一行代码,导致了OOM异常;或者呢,看log,看看是执行到了第几个stage!!!

我们这里不会去剖析stage的划分算法,spark代码,是怎么划分成一个一个的stage的。哪一个stage,task特别慢,就能够自己用肉眼去对你的spark代码进行stage的划分,就能够通过stage定位到你的代码,哪里发生了数据倾斜

去找找,代码那个地方,是哪个shuffle操作。

 

1.聚合源数据

第一种做法

咱们现在,做一些聚合的操作,groupByKey、reduceByKey;groupByKey,说白了,就是拿到每个key对应的values;reduceByKey,说白了,就是对每个key对应的values执行一定的计算。

现在这些操作,比如groupByKey和reduceByKey,包括之前说的join。都是在spark作业中执行的。

spark作业的数据来源,通常是哪里呢?90%的情况下,数据来源都是hive表(hdfs,大数据分布式存储系统)。hdfs上存储的大数据。hive表,hive表中的数据,通常是怎么出来的呢?有了spark以后,hive比较适合做什么事情?hive就是适合做离线的,晚上凌晨跑的,ETL(extract transform load,数据的采集、清洗、导入),hive sql,去做这些事情,从而去形成一个完整的hive中的数据仓库;说白了,数据仓库,就是一堆表。

spark作业的源表,hive表,其实通常情况下来说,也是通过某些hive etl生成的。hive etl可能是晚上凌晨在那儿跑。今天跑昨天的数九。

数据倾斜,某个key对应的80万数据,某些key对应几百条,某些key对应几十条;现在,咱们直接在生成hive表的hive etl中,对数据进行聚合。比如按key来分组,将key对应的所有的values,全部用一种特殊的格式,拼接到一个字符串里面去,比如“key=sessionid, value: action_seq=1|user_id=1|search_keyword=火锅|category_id=001;action_seq=2|user_id=1|search_keyword=涮肉|category_id=001”。

对key进行group,在spark中,拿到key=sessionid,values<Iterable>;hive etl中,直接对key进行了聚合。那么也就意味着,每个key就只对应一条数据。在spark中,就不需要再去执行groupByKey+map这种操作了。直接对每个key对应的values字符串,map操作,进行你需要的操作即可。key,values串。

spark中,可能对这个操作,就不需要执行shffule操作了,也就根本不可能导致数据倾斜。

或者是,对每个key在hive etl中进行聚合,对所有values聚合一下,不一定是拼接起来,可能是直接进行计算。reduceByKey,计算函数,应用在hive etl中,每个key的values。

第二种做法

你可能没有办法对每个key,就聚合出来一条数据;

那么也可以做一个妥协;对每个key对应的数据,10万条;有好几个粒度,比如10万条里面包含了几个城市、几天、几个地区的数据,现在放粗粒度;直接就按照城市粒度,做一下聚合,几个城市,几天、几个地区粒度的数据,都给聚合起来。比如说

city_id date area_id

select ... from ... group by city_id

尽量去聚合,减少每个key对应的数量,也许聚合到比较粗的粒度之后,原先有10万数据量的key,现在只有1万数据量。减轻数据倾斜的现象和问题。

 

2.过滤导致倾斜的key

第二个方案:过滤导致倾斜的key

如果你能够接受某些数据,在spark作业中直接就摒弃掉,不使用。比如说,总共有100万个key。只有2个key,是数据量达到10万的。其他所有的key,对应的数量都是几十。

这个时候,你自己可以去取舍,如果业务和需求可以理解和接受的话,在你从hive表查询源数据的时候,直接在sql中用where条件,过滤掉某几个key。

那么这几个原先有大量数据,会导致数据倾斜的key,被过滤掉之后,那么在你的spark作业中,自然就不会发生数据倾斜了。

 

3.提高shuffle操作reduce并行度.

spark.default.parallelism,100

 

4.使用随机key实现双重聚合

1. 第一次聚合的时候,在key中加入随机前缀,将相同可以的数据打散。

 然后第二次聚合的时候,去掉随机前缀

2、使用场景

(1)groupByKey

(2)reduceByKey

 

5.将reduce join转换为map join

reduce join转换为map join,适合在什么样的情况下,可以来使用?

 

如果两个RDD要进行join,其中一个RDD是比较小的。一个RDD是100万数据,一个RDD是1万数据。(一个RDD是1亿数据,一个RDD是100万数据)

其中一个RDD必须是比较小的,broadcast出去那个小RDD的数据以后,就会在每个executor的block manager中都驻留一份。要确保你的内存足够存放那个小RDD中的数据

 

这种方式下,根本不会发生shuffle操作,肯定也不会发生数据倾斜;从根本上杜绝了join操作可能导致的数据倾斜的问题;

 

对于join中有数据倾斜的情况,大家尽量第一时间先考虑这种方式,效果非常好;如果某个RDD比较小的情况下。

不适合的情况:

两个RDD都比较大,那么这个时候,你去将其中一个RDD做成broadcast,就很笨拙了。很可能导致内存不足。最终导致内存溢出,程序挂掉。

而且其中某些key(或者是某个key),还发生了数据倾斜;此时可以采用最后两种方式。

6.sample采样倾斜key单独进行join

 使用数据抽样,判断出 出现数据倾斜的key,将这个key单独放在一个rdd中进行数据处理,

rdd中只有一个key时,默认将数据打散进入不同的task

 

其实关键之处在于,将发生数据倾斜的key,单独拉出来,放到一个RDD中去;就用这个原本会倾斜的key RDD跟其他RDD,单独去join一下,这个时候,key对应的数据,可能就会分散到多个task中去进行join操作。

就不至于说是,这个key跟之前其他的key混合在一个RDD中时,肯定是会导致一个key对应的所有数据,都到一个task中去,就会导致数据倾斜。

这种方案什么时候适合使用?

优先对于join,肯定是希望能够采用上一讲讲的,reduce join转换map join。两个RDD数据都比较大,那么就不要那么搞了。

针对你的RDD的数据,你可以自己把它转换成一个中间表,或者是直接用countByKey()的方式,你可以看一下这个RDD各个key对应的数据量;此时如果你发现整个RDD就一个,或者少数几个key,是对应的数据量特别多;尽量建议,比如就是一个key对应的数据量特别多。

此时可以采用咱们的这种方案,单拉出来那个最多的key;单独进行join,尽可能地将key分散到各个task上去进行join操作。

什么时候不适用呢?

如果一个RDD中,导致数据倾斜的key,特别多;那么此时,最好还是不要这样了;还是使用我们最后一个方案,终极的join

就是说,咱们单拉出来了,一个或者少数几个可能会产生数据倾斜的key,然后还可以进行更加优化的一个操作;

对于那个key,从另外一个要join的表中,也过滤出来一份数据,比如可能就只有一条数据。userid2infoRDD,一个userid key,就对应一条数据。

然后呢,采取对那个只有一条数据的RDD,进行flatMap操作,打上100个随机数,作为前缀,返回100条数据。

单独拉出来的可能产生数据倾斜的RDD,给每一条数据,都打上一个100以内的随机数,作为前缀。

再去进行join,是不是性能就更好了。肯定可以将数据进行打散,去进行join。join完以后,可以执行map操作,去将之前打上的随机数,给去掉,然后再和另外一个普通RDD join以后的结果,进行union操作。

7.使用随机数以及扩容表进行join

1、选择一个RDD,要用flatMap,进行扩容,将每条数据,映射为多条数据,每个映射出来的数据,都带了一个n以内的随机数,通常来说,会选择10。

2、将另外一个RDD,做普通的map映射操作,每条数据,都打上一个10以内的随机数。

3、最后,将两个处理后的RDD,进行join操作。

 

局限性:

1、因为你的两个RDD都很大,所以你没有办法去将某一个RDD扩的特别大,一般咱们就是10倍。

2、如果就是10倍的话,那么数据倾斜问题,的确是只能说是缓解和减轻,不能说彻底解决。

 

1、聚合源数据

2、过滤导致倾斜的key

3、提高shuffle并行度:spark.sql.shuffle.partitions

4、双重group by

5、reduce join转换为map join:spark.sql.autoBroadcastJoinThreshold

6、采样倾斜key并单独进行join

7、随机key与扩容表

 

由于Spark的这种都是基于RDD的特性;哪怕是Spark SQL,原本你是用纯的SQL来实现的;各位想一想,其实你用纯RDD,也能够实现一模一样的功能。

之前使用在Spark Core中的数据倾斜解决方案,全部都可以直接套用在Spark SQL上。

我们要讲一下,之前讲解的方案,如果是用纯的Spark SQL来实现,应该如何来实现。

 

1、聚合源数据:Spark Core和Spark SQL没有任何的区别

2、过滤导致倾斜的key:在sql中用where条件

3、提高shuffle并行度:groupByKey(1000),spark.sql.shuffle.partitions(默认是200)

4、双重group by:改写SQL,两次group by

5、reduce join转换为map join:spark.sql.autoBroadcastJoinThreshold(默认是10485760 )

  你可以自己将表做成RDD,自己手动去实现map join

  Spark SQL内置的map join,默认是如果有一个小表,是在10M以内,默认就会将该表进行broadcast,然后执行map join;调节这个阈值,比如调节到20M、50M、甚至1G。20 971 520

6、采样倾斜key并单独进行join:纯Spark Core的一种方式,sample、filter等算子

7、随机key与扩容表:Spark SQL+Spark Core