根据Learning Spark

请记住,重新划分数据是一项相当昂贵的操作。 Spark还有一个repartition()的优化版本,称为coalesce(),它允许避免数据移动,但仅当您正在减少RDD分区的数量时。

我得到的一个区别是,使用repartition()可以增加/减少分区的数量,但使用coalesce()只能减少分区的数量。

如果分区分布在多台机器上,并且运行了coalesce(),它如何避免数据移动?


它避免了完全洗牌。如果已知分区数量正在减少,则执行器可以安全地将数据保存在最小分区数量上,只将数据从额外的节点移到我们保留的节点上。

所以,它会是这样的:

Node 1 = 1,2,3
Node 2 = 4,5,6
Node 3 = 7,8,9
Node 4 = 10,11,12

然后合并到2个分区:

Node 1 = 1,2,3 + (10,11,12)
Node 3 = 7,8,9 + (4,5,6)

注意,节点1和节点3不需要移动其原始数据。


这里需要注意的一点是,Spark RDD的基本原则是不变性。重新分区或合并将创建新的RDD。基本RDD将继续存在其原始分区数量。如果用例要求将RDD持久化在缓存中,则必须对新创建的RDD进行同样的操作。

scala> pairMrkt.repartition(10)
res16: org.apache.spark.rdd.RDD[(String, Array[String])] =MapPartitionsRDD[11] at repartition at <console>:26

scala> res16.partitions.length
res17: Int = 10

scala>  pairMrkt.partitions.length
res20: Int = 2

贾斯汀的回答很棒,这个回答更有深度。

重分区算法进行完全洗牌,并使用均匀分布的数据创建新分区。让我们用1到12的数字创建一个DataFrame。

val x = (1 to 12).toList
val numbersDf = x.toDF("number")

numbersDf在我的机器上包含4个分区。

numbersDf.rdd.partitions.size // => 4

下面是数据在分区上的划分方式:

Partition 00000: 1, 2, 3
Partition 00001: 4, 5, 6
Partition 00002: 7, 8, 9
Partition 00003: 10, 11, 12

让我们使用重分区方法进行一次完全洗牌,并在两个节点上获得这些数据。

val numbersDfR = numbersDf.repartition(2)

下面是如何在我的机器上划分numbersDfR数据:

Partition A: 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12
Partition B: 2, 5, 8, 11

重分区方法创建新分区,并在新分区中均匀分布数据(对于较大的数据集,数据分布更均匀)。

合并和重新划分的区别

Coalesce使用现有分区来最小化打乱的数据量。重新分区创建新分区并进行完全洗牌。合并的结果是产生具有不同数据量的分区(有时分区的大小相差很大),而重新分区的结果是产生大小大致相同的分区。

合并和重新分区哪个更快?

联合可能比重新分区运行得快,但大小不等的分区通常比大小相等的分区运行得慢。在过滤了一个大型数据集之后,通常需要对数据集重新分区。我发现重新分区总体上更快,因为Spark是为处理相同大小的分区而构建的。

注意:我很好奇地发现重新分区会增加磁盘上数据的大小。在对大型数据集使用重分区/合并时,请确保运行测试。

如果你想了解更多细节,请阅读这篇博客文章。

当你在实践中使用合并和重分区

See this question on how to use coalesce & repartition to write out a DataFrame to a single file It's critical to repartition after running filtering queries. The number of partitions does not change after filtering, so if you don't repartition, you'll have way too many memory partitions (the more the filter reduces the dataset size, the bigger the problem). Watch out for the empty partition problem. partitionBy is used to write out data in partitions on disk. You'll need to use repartition / coalesce to partition your data in memory properly before using partitionBy.


所有的答案都为这个经常被问到的问题增添了一些伟大的知识。

所以根据这个问题的传统时间轴,这里是我的2美分。

我发现在非常具体的情况下,重新分区比合并更快。

在我的应用程序中,当我们估计的文件数量低于某个阈值时,重新分区工作得更快。

这就是我的意思

if(numFiles > 20)
    df.coalesce(numFiles).write.mode(SaveMode.Overwrite).parquet(dest)
else
    df.repartition(numFiles).write.mode(SaveMode.Overwrite).parquet(dest)

在上面的代码片段中,如果我的文件小于20,合并将永远无法完成,而重新分区要快得多,因此上面的代码。

当然,这个数字(20)将取决于工作人员的数量和数据量。

希望这能有所帮助。


用一种简单的方式 COALESCE:-仅用于减少分区数量,没有数据变换,它只是压缩分区

REPARTITION:-用于增加和减少分区的数量,但会发生洗牌

例子:-

val rdd = sc.textFile("path",7)
rdd.repartition(10)
rdd.repartition(2)

两者都很好

但是当我们需要在一个集群中看到输出时,我们通常会选择这两个。


但是你也应该确保,如果你在处理巨大的数据,将要合并的节点的数据应该是高度配置的。因为所有的数据都会加载到那些节点上,可能会导致内存异常。 虽然赔款很贵,但我还是愿意用它。因为它对数据进行了洗牌和平均分配。

在合并和重新分区之间进行明智的选择。


重新分区-建议在增加分区数量的同时使用它,因为它涉及到所有数据的洗牌。

Coalesce—建议在使用它的同时减少分区的数量。例如,如果你有3个分区,你想把它减少到2个,coalesce将把第3个分区的数据移动到分区1和分区2。分区1和分区2将保留在同一个容器中。 另一方面,重新分区将打乱所有分区中的数据,因此执行程序之间的网络使用将很高,这将影响性能。

在减少分区数量的同时,Coalesce比重分区的性能更好。


我想在贾斯汀和鲍尔的回答中补充一点——

重新分区将忽略现有分区并创建新分区。所以你可以用它来修复数据倾斜。您可以使用分区键来定义分布。数据倾斜是“大数据”问题空间中最大的问题之一。

Coalesce将使用现有分区并对其中的一个子集进行洗牌。它不能像重新分区那样修复数据倾斜。因此,即使它更便宜,它也可能不是你需要的东西。


对于所有这些伟大的答案,我想补充的是,重新分区是利用数据并行化的最佳选择之一。而coalesce提供了一个廉价的选择来减少分区,并且在将数据写入HDFS或其他接收器以利用大写入时非常有用。

我发现这在以拼花格式写数据时很有用,可以充分利用它。


对于那些从PySpark (AWS EMR)生成单个csv文件并将其保存在s3上的问题,使用重新分区会有所帮助。原因是,合并不能进行完全洗牌,但重新分区可以。从本质上讲,您可以使用重分区增加或减少分区的数量,但使用合并只能减少分区的数量(而不是1)。以下是为试图从AWS EMR写入csv到s3的任何人编写的代码:

df.repartition(1).write.format('csv')\
.option("path", "s3a://my.bucket.name/location")\
.save(header = 'true')

从代码和代码文档中可以看出,coalesce(n)与coalesce(n, shuffle = false)相同,而repartition(n)与coalesce(n, shuffle = true)相同。

因此,合并和重新分区都可以用来增加分区的数量

使用shuffle = true,实际上可以合并为更大的数字 的分区。如果你有少量的分区,这很有用, 比如100,可能有几个分区异常大。

另一个需要强调的重要注意事项是,如果您大幅减少分区数量,则应该考虑使用合并的打乱版本(在这种情况下与重新分区相同)。这将允许您的计算在父分区上并行执行(多个任务)。

然而,如果你正在做一个激烈的合并,例如numPartitions = 1,这可能会导致你的计算发生在比你想要的更少的节点上(例如,numPartitions = 1的情况下只有一个节点)。为了避免这种情况,你可以传递shuffle = true。这将添加一个shuffle步骤,但意味着当前的上游分区将并行执行(无论当前分区是什么)。

相关答案也请参考此处


重分区:将数据移到新的分区中。

如。初始数据帧划分为200个分区。

df.repartition(500):数据将从200个分区重新排列到新的500个分区。

联合:将数据移到现有的分区中。

df.coalesce(5):数据将从剩余的195个分区转移到5个现有分区。


重分区算法对数据进行完全洗牌,并创建大小相等的数据分区。Coalesce结合现有分区以避免完全洗牌。

Coalesce可以很好地使用一个具有大量分区的RDD,并将单个工作节点上的分区组合在一起,以生成一个具有较少分区的最终RDD。

重新分区将重新洗牌RDD中的数据,以产生您请求的最终分区数量。 DataFrames的分区看起来像是一个应该由框架管理的低级实现细节,但事实并非如此。当将大的dataframe过滤成小的dataframe时,你应该总是对数据进行重新分区。 你可能会经常把大的数据帧过滤成小的数据帧,所以要习惯重新分区。

如果你想了解更多细节,请阅读这篇博客文章。


另一个不同之处是考虑到存在倾斜连接的情况,您必须在其之上进行合并。在大多数情况下,重新分区将解决倾斜连接,然后您可以进行合并。

另一种情况是,假设你在一个数据帧中保存了一个中等/大量的数据,你必须批量生成到Kafka。在某些情况下,在生成到Kafka之前,重新分区有助于collectasList。但是,当容量非常大时,重新分区可能会导致严重的性能影响。在这种情况下,直接从dataframe生成Kafka会有所帮助。

附注:Coalesce并不像在工作人员之间进行完整的数据移动那样避免数据移动。但它确实减少了洗牌的次数。我想这就是那本书的意思。


有一个重分区>>合并的用例,即使在@Rob的回答中提到的分区号减少,也就是将数据写入单个文件。

@Rob的回答暗示了一个好的方向,但我认为需要一些进一步的解释来理解引擎盖下面发生了什么。

如果您需要在写入数据之前过滤数据,那么重新分区比coalesce更适合,因为coalesce将在加载操作之前下推。

例如: load () . map(…).filter(…).coalesce (1) .save ()

翻译: load () .coalesce (1) . map(…).filter(…).save ()

这意味着您的所有数据将被压缩到一个单独的分区中,在那里它将被过滤,失去所有的并行性。 这种情况甚至会发生在非常简单的过滤器,如column='value'。

load().map(…).filter(…).repartition(1).save()

在这种情况下,在原始分区上并行地进行过滤。

举个数量级的例子,在我的例子中,当从Hive表加载后过滤109M行(~105G)和~1000个分区时,运行时从合并(1)的~6h下降到重新分区(1)的~2m。

具体示例取自AirBnB的这篇文章,这篇文章非常好,甚至涵盖了Spark中重新分区技术的更多方面。


基本上,重分区允许您增加或减少分区的数量。重分区重新分配来自所有分区的数据,这导致完全shuffle,这是非常昂贵的操作。

Coalesce是重新分区的优化版本,您只能减少分区的数量。由于我们只能减少分区的数量,它所做的是将一些分区合并为一个分区。通过合并分区,与重新分区相比,跨分区的数据移动更低。所以在Coalesce中是最小的数据移动,但说Coalesce不做数据移动是完全错误的说法。

另一件事是通过提供分区的数量来重新分区,它试图在所有分区上均匀地重新分配数据而在Coalesce的情况下,在某些情况下我们仍然可能有倾斜的数据。


Coalesce使用现有分区来最小化数据量 被打乱。重新分区将创建新的分区并执行满分区 洗牌。 合并会产生具有不同数据量的分区 (有时分区有许多不同的大小)和 重新分区会产生大小大致相同的分区。 合并可以减少分区,但修复可以用来增加或减少分区。


合并比重新分区执行得更好。合并总是减少分区。假设你在yarn中启用动态分配,你有四个分区和执行器。如果过滤器应用于它,超过可能的一个或多个执行程序是空的,没有数据。这个问题可以通过合并而不是重新划分来解决。


以下是代码级别的一些额外细节/差异:

在这里只添加函数定义,完整的代码实现检查spark的github页面。

下面是在数据帧上重新分区的不同方法: 点击这里查看完整实现。

def repartition(numPartitions: Int): Dataset[T]

每当我们在dataframe上调用上述方法时,它都会返回一个新的数据集,该数据集恰好有numPartitions分区。

def repartition(numPartitions: Int, partitionExprs: Column*): Dataset[T]

上述方法返回一个新的数据集,该数据集由给定的分区表达式划分为numPartitions。生成的数据集是哈希分区的。

 def repartition(partitionExprs: Column*): Dataset[T]

上面的方法返回一个新的数据集,由给定的分区表达式划分,使用spark.sql.shuffle.partitions作为分区数。生成的数据集是哈希分区的。

def repartitionByRange(numPartitions: Int, partitionExprs: Column*): Dataset[T]

上述方法返回一个新的数据集,该数据集由给定的分区表达式划分为numPartitions。生成的数据集是范围分区的。

def repartitionByRange(partitionExprs: Column*): Dataset[T]

上面的方法返回一个新的数据集,由给定的分区表达式划分,使用spark.sql.shuffle.partitions作为分区数。生成的数据集是范围分区的。

但是对于合并,我们只有以下方法在数据框架上:

def coalesce(numPartitions: Int): Dataset[T] 

上述方法将返回一个新的数据集,该数据集恰好有numPartitions分区

下面是RDD上可用于重分区和合并的方法: 点击这里查看完整实现。

  def coalesce(numPartitions: Int, shuffle: Boolean = false,
           partitionCoalescer: Option[PartitionCoalescer] = Option.empty)
          (implicit ord: Ordering[T] = null)
  : RDD[T]

  def repartition(numPartitions: Int)(implicit ord: Ordering[T] = null): RDD[T] = withScope {
coalesce(numPartitions, shuffle = true)

}

基本上,重分区方法通过将shuffle值传递为true来调用合并方法。 现在如果我们在RDD上使用coalesce方法,通过传递shuffle值为true,我们也可以增加分区!


联合——可以增加或减少分区 重新分区——只会增加分区

但是我想说性能纯粹是基于用例的。联合并不总是比重新划分好。