Spark优化(二)----资源调优、并行度调优

2021-12-23 20:18:21 浏览数 (1)

前言:

在开发完Spark作业之后,就该为作业配置合适的资源了。Spark的资源参数,基本都可以在spark-submit命令中作为参数设置。很多Spark初学者,通常不知道该设置哪些必要的参数,以及如何设置这些参数,最后就只能胡乱设置,甚至压根儿不设置。资源参数设置的不合理,可能会导致没有充分利用集群资源,作业运行会极其缓慢;或者设置的资源过大,队列没有足够的资源来提供,进而导致各种异常。总之,无论是哪种情况,都会导致Spark作业的运行效率低下,甚至根本无法运行。因此我们必须对Spark作业的资源使用原理有一个清晰的认识,并知道在Spark作业运行过程中,有哪些资源参数是可以设置的,以及如何设置合适的参数值。

1.Spark作业基本运行原理:

我们使用使用spark-submit提交一个Spark作业之后,这个作业就会启动一个对应的Driver进程。根据你使用的部署模式(deploy-mode)不同,Driver进程可能在本地启动,也可能在集群中某个工作节点上启动。Driver进程本身会根据我们设置的参数,占有一定数量的内存和CPU core。而Driver进程要做的第一件事情,就是向集群管理器(可以是Spark Standalone集群,也可以是其他的资源管理集群,美团•大众点评使用的是YARN作为资源管理集群)申请运行Spark作业需要使用的资源,这里的资源指的就是Executor进程。YARN集群管理器会根据我们为Spark作业设置的资源参数,在各个工作节点上,启动一定数量的Executor进程,每个Executor进程都占有一定数量的内存和CPU core。

  在申请到了作业执行所需的资源之后,Driver进程就会开始调度和执行我们编写的作业代码了。Driver进程会将我们编写的Spark作业代码分拆为多个stage,每个stage执行一部分代码片段,并为每个stage创建一批task,然后将这些task分配到各个Executor进程中执行。task是最小的计算单元,负责执行一模一样的计算逻辑(也就是我们自己编写的某个代码片段),只是每个task处理的数据不同而已。一个stage的所有task都执行完毕之后,会在各个节点本地的磁盘文件中写入计算中间结果,然后Driver就会调度运行下一个stage。下一个stage的task的输入数据就是上一个stage输出的中间结果。如此循环往复,直到将我们自己编写的代码逻辑全部执行完,并且计算完所有的数据,得到我们想要的结果为止。

  Spark是根据shuffle类算子来进行stage的划分。如果我们的代码中执行了某个shuffle类算子(比如reduceByKey、join等),那么就会在该算子处,划分出一个stage界限来。可以大致理解为,shuffle算子执行之前的代码会被划分为一个stage,shuffle算子执行以及之后的代码会被划分为下一个stage。因此一个stage刚开始执行的时候,它的每个task可能都会从上一个stage的task所在的节点,去通过网络传输拉取需要自己处理的所有key,然后对拉取到的所有相同的key使用我们自己编写的算子函数执行聚合操作(比如reduceByKey()算子接收的函数)。这个过程就是shuffle。

  当我们在代码中执行了cache/persist等持久化操作时,根据我们选择的持久化级别的不同,每个task计算出来的数据也会保存到Executor进程的内存或者所在节点的磁盘文件中。

task的执行速度是跟每个Executor进程的CPU core数量有直接关系的。一个CPU core同一时间只能执行一个线程。而每个Executor进程上分配到的多个task,都是以每个task一条线程的方式,多线程并发运行的。如果CPU core数量比较充足,而且分配到的task数量比较合理,那么通常来说,可以比较快速和高效地执行完这些task线程。

2.资源参数调优

spark参数调优主要就是对spark运行过程中各个使用资源的地方,通过调节各种参数,来优化资源使用的效率,从而提升spark作业的执行性能。

搭建集群:master节点的 ../conf/spark-env.sh中配置:

SPARK_WORKER_CORES

SPARK_WORKER_MEMORY

提交任务:

./spark-submit --master spark://node001:7077 --executor-core.... --class ..jar..

--executor-cores

参数说明:该参数用于设置每个Executor进程的CPU core数量。这个参数决定了每个Executor进程并行执行task线程的能力。因为每个CPU core同一时间只能执行一个task线程,因此每个Executor进程的CPU core数量越多,越能够快速地执行完分配给自己的所有task线程。

调优建议:Executor的CPU core数量设置为2~4个较为合适。得根据不同部门的资源队列来定,可以看看自己的资源队列的最大CPU core限制是多少,再依据设置的Executor数量,来决定每个Executor进程可以分配到几个CPU core。同样建议,如果是跟他人共享这个队列,那么num-executors * executor-cores不要超过队列总CPU core的1/3~1/2左右比较合适,避免影响其他同事的作业运行。

--executor-memory

参数说明:该参数用于设置每一个Executor进程的内存。Executor内存的大小,很多时候直接决定了spark作业的性能,而且跟常见的JVM OOM异常,也有直接关联。

调优建议:每一个Executor进程的内存设置为4G~8G较为合适,但是这也是一个参考值,具体的设置还是得根据不同部门的资源队列来定。可以看看自己团队的资源队列的最大内存限制是多少。num-executor乘以executor-memory,就代表了Spark作业申请到的总内存量(也就是Executor进程的内存总和),这个量是不能超过队列的最大内存量的。此外,如果你是跟团队里其他人共享这个资源队列,那么申请的总内存量最好不要超过资源队列最大总内存的1/3~1/2,避免你自己的Saprk作业占用了队列所有的资源,导致别的同事的作业无法正常运行。

--total-executor-cores

--driver-cores

--driver-memory

参数说明:该参数用于设置Driver进程的内存。

调优建议:Driver的内存通常来说不设置,或者设置1G左右应该就够了。唯一需要注意的一点是,如果需要使用collect算子将RDD的数据全部拉取到Driver上进行处理,那么必须确保Driver的内存足够大,否则会出现OOM内存溢出的问题。

还可以在spark安装目录下: spark/conf/spark-defaults.conf配置文件中配置(这里的优先级高于任务提交设置参数的优先级):

spark.cores.max

spark.executor.cores

spark.executor.memory

spark.driver.cores

spark.driver.memory

3.并行度调节:

(1)sc.textFile(xx,minnumpartition) java/scala

(2)sc.parallelize(xx.num) --java/scala

(3)sc.makeRDD(xx,num) --scala

(4)sc.parallelizePairs(xx,num) --java

参数说明:以上四个都是设置分区数

(5)rdd.repartitiion(num) /rdd.coalesce(num)

参数说明:重分区repartition方法就是调用了coalesce方法,shuffle为true的情况,coalesce没有shuffle

(6)rdd.reduceByKey(xx,num) / groupByKey(xx,num) /join(xx,num)....

参数说明:调节聚合后的RDD的并行度

(7)spark.default.parallelism

参数说明:该参数用于设置每个stage的默认task数量。这个参数极为重要,如果不设置可能会直接影响你的Spark作业性能。

参数调优说明:Spark作业的默认task数量为500~1000个较为合适。很多同学常犯的一个错误就是不去设置这个参数,那么此时就会导致Spark自己根据底层HDFS的block数量来设置task的数量,默认是一个HDFS block对应一个task。通常来说,Spark默认设置的数量是偏少的(比如就几十个task),如果task数量偏少的话,就会导致你前面设置好的Executor的参数都前功尽弃。试想一下,无论你的Executor进程有多少个,内存和CPU有多大,但是task只有1个或者10个,那么90%的Executor进程可能根本就没有task执行,也就是白白浪费了资源!因此Spark官网建议的设置原则是,设置该参数为num-executors * executor-cores的2~3倍较为合适,比如Executor的总CPU core数量为300个,那么设置1000个task是可以的,此时可以充分地利用Spark集群的资源。

(8)自定义分区器partitioner

案例如下:

package core.examples import org.apache.spark.rdd.RDD import org.apache.spark.{Partitioner, SparkConf, SparkContext} import scala.collection.mutable.ListBuffer object PartitionerTest { def main(args: Array[String]): Unit = { val conf = new SparkConf() conf.setMaster("local").setAppName("partitionerTest") val sc = new SparkContext(conf) sc.setLogLevel("Error") val rdd: RDD[(Int, String)] = sc.parallelize(List[(Int,String)]((1,"a"),(1,"b"),(3,"c"),(4,"d"),(5,"e"),(6,"f")),2) rdd.mapPartitionsWithIndex((index,iter)=>{ val list: ListBuffer[(Int, String)] = new ListBuffer[(Int,String)]() while (iter.hasNext){ val one: (Int, String) = iter.next() println(s"rdd partition index = $index ,value = $one") list. =(one) } list.iterator },true).count() val newRDD: RDD[(Int, String)] = rdd.partitionBy(new Partitioner() { //指定想要创建的分区数 override def numPartitions: Int = 6 //对输入的key做计算,然后返回该key的分区ID override def getPartition(key: Any): Int = key.toString.toInt % numPartitions }) newRDD.mapPartitionsWithIndex((index,iter)=>{ val list: ListBuffer[(Int, String)] = ListBuffer[(Int,String)]() while(iter.hasNext){ val one: (Int, String) = iter.next() println(s"newRDD partition index = $index ,value = $one") list. =(one) } list.iterator },true).count() } }

(9)spark.sql.shuffle.partitions = 200

参数说明:在使用Spark SQL时,设置shuffle的分区数,默认是200.

(10)SparkStreaming:

Direct:topic中partiton个数一致,增大topic的分区数|读取dstream 进行重新分区

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