spark sql 磁盘缓存 spark persist cache

cache和persist都是用于将一个RDD进行缓存的，这样在之后使用的过程中就不需要重新计算了，可以大大节省程序运行时间。

cache和persist的区别

基于Spark 2.3.2 的源码，可以看到

/**
   * Persist this RDD with the default storage level (`MEMORY_ONLY`).
   */
  def cache(): this.type = persist()

说明是cache()调用了persist(), 想要知道二者的不同还需要看一下persist函数：

/**
   * Persist this RDD with the default storage level (`MEMORY_ONLY`).
   */
  def persist(): this.type = persist(StorageLevel.MEMORY_ONLY)

可以看到persist()内部调用的是persist(StorageLevel.MEMORY_ONLY)，继续深入了解：

/**
   * Set this RDD's storage level to persist its values across operations after the first time
   * it is computed. This can only be used to assign a new storage level if the RDD does not
   * have a storage level set yet. Local checkpointing is an exception.
   */
  def persist(newLevel: StorageLevel): this.type = {
    if (isLocallyCheckpointed) {
      // This means the user previously called localCheckpoint(), which should have already
      // marked this RDD for persisting. Here we should override the old storage level with
      // one that is explicitly requested by the user (after adapting it to use disk).
      persist(LocalRDDCheckpointData.transformStorageLevel(newLevel), allowOverride = true)
    } else {
      persist(newLevel, allowOverride = false)
    }
  }

可以看出来persist有一个 StorageLevel 类型的参数，这个表示的是RDD的缓存级别。

至此便可得出cache和persist的区别了：cache只有一个默认的缓存级别MEMORY_ONLY ，而persist可以根据情况设置其它的缓存级别。

RDD的缓存级别

看一下RDD都有哪些缓存级别，查看 StorageLevel 类的源码：

object StorageLevel {
  val NONE = new StorageLevel(false, false, false, false)
  val DISK_ONLY = new StorageLevel(true, false, false, false)
  val DISK_ONLY_2 = new StorageLevel(true, false, false, false, 2)
  val MEMORY_ONLY = new StorageLevel(false, true, false, true)
  val MEMORY_ONLY_2 = new StorageLevel(false, true, false, true, 2)
  val MEMORY_ONLY_SER = new StorageLevel(false, true, false, false)
  val MEMORY_ONLY_SER_2 = new StorageLevel(false, true, false, false, 2)
  val MEMORY_AND_DISK = new StorageLevel(true, true, false, true)
  val MEMORY_AND_DISK_2 = new StorageLevel(true, true, false, true, 2)
  val MEMORY_AND_DISK_SER = new StorageLevel(true, true, false, false)
  val MEMORY_AND_DISK_SER_2 = new StorageLevel(true, true, false, false, 2)
  val OFF_HEAP = new StorageLevel(true, true, true, false, 1)

  /**
   * :: DeveloperApi ::
   * Return the StorageLevel object with the specified name.
   */
  @DeveloperApi
  def fromString(s: String): StorageLevel = s match {
    case "NONE" => NONE
    case "DISK_ONLY" => DISK_ONLY
    case "DISK_ONLY_2" => DISK_ONLY_2
    case "MEMORY_ONLY" => MEMORY_ONLY
    case "MEMORY_ONLY_2" => MEMORY_ONLY_2
    case "MEMORY_ONLY_SER" => MEMORY_ONLY_SER
    case "MEMORY_ONLY_SER_2" => MEMORY_ONLY_SER_2
    case "MEMORY_AND_DISK" => MEMORY_AND_DISK
    case "MEMORY_AND_DISK_2" => MEMORY_AND_DISK_2
    case "MEMORY_AND_DISK_SER" => MEMORY_AND_DISK_SER
    case "MEMORY_AND_DISK_SER_2" => MEMORY_AND_DISK_SER_2
    case "OFF_HEAP" => OFF_HEAP
    case _ => throw new IllegalArgumentException(s"Invalid StorageLevel: $s")
  }

可以看到这里列出了12种缓存级别，但这些有什么区别呢？可以看到每个缓存级别后面都跟了一个StorageLevel的构造函数，里面包含了4个或5个参数

查看其构造函数

class StorageLevel private(
    private var _useDisk: Boolean,
    private var _useMemory: Boolean,
    private var _useOffHeap: Boolean,
    private var _deserialized: Boolean,
    private var _replication: Int = 1)
  extends Externalizable {

  // TODO: Also add fields for caching priority, dataset ID, and flushing.
  private def this(flags: Int, replication: Int) {
    this((flags & 8) != 0, (flags & 4) != 0, (flags & 2) != 0, (flags & 1) != 0, replication)
  }

  def this() = this(false, true, false, false)  // For deserialization

  def useDisk: Boolean = _useDisk
  def useMemory: Boolean = _useMemory
  def useOffHeap: Boolean = _useOffHeap
  def deserialized: Boolean = _deserialized
  def replication: Int = _replication

可以看到StorageLevel类的主构造器包含了5个参数：

• useDisk：使用硬盘（外存）
• useMemory：使用内存
• useOffHeap：使用堆外内存，这是Java虚拟机里面的概念，堆外内存意味着把内存对象分配在Java虚拟机的堆以外的内存，这些内存直接受操作系统管理（而不是虚拟机）。这样做的结果就是能保持一个较小的堆，以减少垃圾收集对应用的影响。
• deserialized：反序列化，其逆过程序列化（Serialization）是java提供的一种机制，将对象表示成一连串的字节；而反序列化就表示将字节恢复为对象的过程。序列化是对象永久化的一种机制，可以将对象及其属性保存起来，并能在反序列化后直接恢复这个对象
• replication：备份数（在多个节点上备份）

理解了这5个参数，StorageLevel 的12种缓存级别就不难理解了。

val MEMORY_AND_DISK_SER_2 = new StorageLevel(true, true, false, false, 2) 就表示使用这种缓存级别的RDD将存储在硬盘以及内存中，使用序列化（在硬盘中），并且在多个节点上备份2份（正常的RDD只有一份）

另外还注意到有一种特殊的缓存级别

val OFF_HEAP = new StorageLevel(true, true, true, false, 1)

使用了堆外内存，StorageLevel 类的源码中有一段代码可以看出这个的特殊性，它不能和deserialized共存。

if (useOffHeap) {
    require(!deserialized, "Off-heap storage level does not support deserialized storage")
  }

总结如下

• 目前生产中经常用到的缓存模式如下：
• val MEMORY_ONLY = new StorageLevel(false, true, false, true)
• case “MEMORY_ONLY_SER” => MEMORY_ONLY_SER
• case “MEMORY_AND_DISK_SER” => MEMORY_AND_DISK_SER

数据的准确级别从上到下依次递增，这里插一句：

• Spark支持使用Kryo序列化机制。Kryo序列化机制，比默认的Java序列化机制，速度要快，序列化后的数据要更小，大概是Java序列化机制的1/10
• 如果对于数据要求准确性高的话可以使用多备份，最高级别的也就是对外内存了