RDD血缘关系源码详解!
一、RDD的依赖关系
RDD的依赖关系分为两类:宽依赖和窄依赖。我们可以这样认为:
- (1)窄依赖:每个parent RDD 的 partition 最多被 child RDD 的一个partition 使用。
- (2)宽依赖:每个parent RDD partition 被多个 child RDD 的partition 使用。
窄依赖每个 child RDD 的 partition 的生成操作都是可以并行的,而宽依赖则需要所有的 parent RDD partition shuffle 结果得到后再进行。
二、org.apache.spark.Dependency.scala 源码解析
Dependency是一个抽象类:
// Denpendency.scalaabstract class Dependency[T] extends Serializable { def rdd: RDD[T]}
它有两个子类:NarrowDependency 和 ShuffleDenpendency,分别对应窄依赖和宽依赖。
(1)NarrowDependency也是一个抽象类
定义了抽象方法getParents,输入partitionId,用于获得child RDD 的某个partition依赖的parent RDD的所有 partitions。
// Denpendency.scalaabstract class NarrowDependency[T](_rdd: RDD[T]) extends Dependency[T] { /** * Get the parent partitions for a child partition. * @param partitionId a partition of the child RDD * @return the partitions of the parent RDD that the child partition depends upon */ def getParents(partitionId: Int): Seq[Int] override def rdd: RDD[T] = _rdd}
窄依赖又有两个具体的实现:OneToOneDependency和RangeDependency。
(a)OneToOneDependency指child RDD的partition只依赖于parent RDD 的一个partition,产生OneToOneDependency的算子有map,filter,flatMap等。可以看到getParents实现很简单,就是传进去一个partitionId,再把partitionId放在List里面传出去。
// Denpendency.scalaclass OneToOneDependency[T](rdd: RDD[T]) extends NarrowDependency[T](rdd) { override def getParents(partitionId: Int): List[Int] = List(partitionId)} (b)RangeDependency指child RDD partition在一定的范围内一对一的依赖于parent RDD partition,主要用于union。// Denpendency.scalaclass RangeDependency[T](rdd: RDD[T], inStart: Int, outStart: Int, length: Int) extends NarrowDependency[T](rdd) {//inStart表示parent RDD的开始索引,outStart表示child RDD 的开始索引 override def getParents(partitionId: Int): List[Int] = { if (partitionId >= outStart && partitionId < outStart + length) { List(partitionId - outStart + inStart)//表示于当前索引的相对位置 } else { Nil } }}
(2)ShuffleDependency指宽依赖
表示一个parent RDD的partition会被child RDD的partition使用多次。需要经过shuffle才能形成。
// Denpendency.scalaclass ShuffleDependency[K: ClassTag, V: ClassTag, C: ClassTag]( @transient privateval _rdd: RDD[_ <: Product2[K, V]], val partitioner: Partitioner, val serializer: Serializer = SparkEnv.get.serializer, val keyOrdering: Option[Ordering[K]] = None, val aggregator: Option[Aggregator[K, V, C]] = None, val mapSideCombine: Boolean = false) extends Dependency[Product2[K, V]] { //shuffle都是基于PairRDD进行的,所以传入的RDD要是key-value类型的 override def rdd: RDD[Product2[K, V]] = _rdd.asInstanceOf[RDD[Product2[K, V]]] private[spark] val keyClassName: String = reflect.classTag[K].runtimeClass.getName private[spark] val valueClassName: String = reflect.classTag[V].runtimeClass.getName private[spark] val combinerClassName: Option[String] = Option(reflect.classTag[C]).map(_.runtimeClass.getName) //获取shuffleId val shuffleId: Int = _rdd.context.newShuffleId() //向shuffleManager注册shuffle信息 val shuffleHandle: ShuffleHandle = _rdd.context.env.shuffleManager.registerShuffle( shuffleId, _rdd.partitions.length, this) _rdd.sparkContext.cleaner.foreach(_.registerShuffleForCleanup(this))}
由于shuffle涉及到网络传输,所以要有序列化serializer,为了减少网络传输,可以map端聚合,通过mapSideCombine和aggregator控制,还有key排序相关的keyOrdering,以及重输出的数据如何分区的partitioner,还有一些class信息。Partition之间的关系在shuffle处戛然而止,因此shuffle是划分stage的依据。
三、两种依赖的区分
首先,窄依赖允许在一个集群节点上以流水线的方式(pipeline)计算所有父分区。例如,逐个元素地执行map、然后filter操作;而宽依赖则需要首先计算好所有父分区数据,然后在节点之间进行Shuffle,这与MapReduce类似。第二,窄依赖能够更有效地进行失效节点的恢复,即只需重新计算丢失RDD分区的父分区,而且不同节点之间可以并行计算;而对于一个宽依赖关系的Lineage图,单个节点失效可能导致这个RDD的所有祖先丢失部分分区,因而需要整体重新计算。