Spark SQL(二):RDD作为DataFrame数据源

我们前面说了,DataFrame的数据来源可以是RDD,这样的话,我们就可以直接针对HDFS等任何可以构建为RDD的数据,使用SparkSQL进行SQL查询了,这个功能是无比强大的,比如说,我们可以直接使用SQL查询HDFS中的数据。

SparkSQL支持两种方式来将RDD转换为DataFrame

  • 1、反射方式:使用反射来推断包含了特定数据类型的RDD的元数据;这种基于反射的方式,代码比较简洁,当你已经知道RDD的元数据时,是一种非常不错的方式;

      package cn.spark.study.sql;
    
      import java.util.List;
      import org.apache.spark.SparkConf;
      import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
      import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
      import org.apache.spark.api.java.function.Function;
      import org.apache.spark.sql.DataFrame;
      import org.apache.spark.sql.Row;
      import org.apache.spark.sql.SQLContext;
    
      /**
       * 使用反射的方式将RDD转换为DataFrame
       */
      public class RDD2DataFrameReflection {
    
          public static void main(String[] args) {
              // 创建普通的RDD
              SparkConf conf = new SparkConf()
                      .setMaster("local")  
                      .setAppName("RDD2DataFrameReflection");  
              JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
              SQLContext sqlContext = new SQLContext(sc);
          
              JavaRDD<String> lines
       =sc.textFile("C://Users//Administrator//Desktop//students.txt");
              
              JavaRDD<Student> students 
                           = lines.map(new Function<String, Student>() {
              private static final long serialVersionUID = 1L;
    
                  @Override
                  public Student call(String line) throws Exception {
                      String[] lineSplited = line.split(",");  
                      Student stu = new Student();
                      stu.setId(Integer.valueOf(lineSplited[0].trim()));  
                      stu.setName(lineSplited[1]);  
                      stu.setAge(Integer.valueOf(lineSplited[2].trim())); 
                      return stu;
                  }
                  
              });
              
              // 使用反射方式,将RDD转换为DataFrame
              // 将Student.class传入进去,其实就是用反射的方式来创建DataFrame
              // 因为Student.class本身就是反射的一个应用
              // 然后底层还得通过对Student Class进行反射,来获取其中的field
              // 这里要求,JavaBean必须实现Serializable接口,是可序列化的
              DataFrame studentDF = 
                sqlContext.createDataFrame(students, Student.class);
              
              // 拿到了一个DataFrame之后,
              //就可以将其注册为一个临时表,然后针对其中的数据执行SQL语句
              studentDF.registerTempTable("students");  
              
              // 针对students临时表执行SQL语句,
              //查询年龄小于等于18岁的学生,就是teenageer
              DataFrame teenagerDF = 
        sqlContext.sql("select * from students where age<= 18");  
              
              // 将查询出来的DataFrame,再次转换为RDD
              JavaRDD<Row> teenagerRDD = teenagerDF.javaRDD();
              
              // 将RDD中的数据,进行映射,映射为Student
              JavaRDD<Student> teenagerStudentRDD 
                  = teenagerRDD.map(new Function<Row, Student>() {
    
              private static final long serialVersionUID = 1L;
    
                  @Override
                  public Student call(Row row) throws Exception {
                      // row中的数据的顺序,可能是跟我们期望的是不一样的!
                      Student stu = new Student();
                      stu.setAge(row.getInt(0));
                      stu.setId(row.getInt(1));
                      stu.setName(row.getString(2));
                      return stu;
                  }
                  
              });
              
              // 将数据collect回来,打印出来
              List<Student> studentList = teenagerStudentRDD.collect();
              for(Student stu : studentList) {
                  System.out.println(stu);  
              }
          }
          
      }
    
    

    scala版本:

      package cn.spark.study.sql
    
      import org.apache.spark.SparkConf
      import org.apache.spark.SparkContext
      import org.apache.spark.sql.SQLContext
    
      /**
       * 如果要用scala开发spark程序,然后在其中,
     * 还要实现基于反射的RDD到DataFrame的转换,
      * 就必须得用object extends App的方式,不能用def main()           
      * 方法的方式来运行程序,否则就会报no typetag for ...class的错误
       */
      object RDD2DataFrameReflection extends App {
        
        val conf = new SparkConf()
            .setMaster("local")  
            .setAppName("RDD2DataFrameReflection")  
        val sc = new SparkContext(conf)
        val sqlContext = new SQLContext(sc)
        
        // 在Scala中使用反射方式,进行RDD到DataFrame的转换,需要手动导入一个隐式转换
        import sqlContext.implicits._  
        
        case class Student(id: Int, name: String, age: Int)
        
        // 这里其实就是一个普通的,元素为case class的RDD
        // 直接对它使用toDF()方法,即可转换为DataFrame
        val studentDF = sc.textFile("C://Users//Administrator//Desktop//students.txt", 1)
            .map { line => line.split(",") }
            .map { arr => Student(arr(0).trim().toInt, arr(1), arr(2).trim().toInt) }
            .toDF()    
          
        studentDF.registerTempTable("students")  
        
        val teenagerDF = sqlContext.sql("select * from students where age<=18")  
        
        val teenagerRDD = teenagerDF.rdd
        
        // 在scala中,row中的数据的顺序,反而是按照我们期望的来排列的,这个跟java是不一样的
        teenagerRDD.map { row => Student(row(0).toString().toInt, row(1).toString(), row(2).toString().toInt) }
            .collect()
            .foreach { stu => println(stu.id + ":" + stu.name + ":" + stu.age) }  
            
        // 在scala中,对row的使用,比java中的row的使用,更加丰富
        // 在scala中,可以用row的getAs()方法,获取指定列名的列
        teenagerRDD.map { row => Student(row.getAs[Int]("id"), row.getAs[String]("name"), row.getAs[Int]("age")) }
            .collect()
            .foreach { stu => println(stu.id + ":" + stu.name + ":" + stu.age) }
        
        // 还可以通过row的getValuesMap()方法,获取指定几列的值,返回的是个map
        val studentRDD = teenagerRDD.map { row => {
            val map = row.getValuesMap[Any](Array("id", "name", "age")); 
            Student(map("id").toString().toInt, map("name").toString(), map("age").toString().toInt)    
          } 
        }  
        studentRDD.collect().foreach { stu => println(stu.id + ":" + stu.name + ":" + stu.age) }  
      } 
    
    
  • 2、编程接口:通过编程接口来创建DataFrame,可以在程序运行时动态构建一份元数据,然后将其应用到已经存在的RDD上。这种方式的代码比较冗长,但是如果在编写程序时,还不知道RDD的元数据,只有在程序运行时,才能动态得知其元数据,那么只能通过这种动态构建元数据的方式实现了;

      package cn.spark.study.sql;
    
      import java.util.ArrayList;
      import java.util.List;
      import org.apache.spark.SparkConf;
      import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
      import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;
      import org.apache.spark.api.java.function.Function;
      import org.apache.spark.sql.DataFrame;
      import org.apache.spark.sql.Row;
      import org.apache.spark.sql.RowFactory;
      import org.apache.spark.sql.SQLContext;
      import org.apache.spark.sql.types.DataTypes;
      import org.apache.spark.sql.types.StructType;
      import org.apache.spark.sql.types.StructField;
    
      /**
       * 以编程方式动态指定元数据,将RDD转换为DataFrame
       */
      public class RDD2DataFrameProgrammatically {
    
          public static void main(String[] args) {
              // 创建SparkConf、JavaSparkContext、SQLContext
              SparkConf conf = new SparkConf()
                      .setMaster("local")  
                      .setAppName("RDD2DataFrameProgrammatically");  
              JavaSparkContext sc = new JavaSparkContext(conf);
              SQLContext sqlContext = new SQLContext(sc);
          
              // 第一步,创建一个普通的RDD,但是,必须将其转换为RDD<Row>的这种格式
              JavaRDD<String> lines = sc.textFile("C://Users//Administrator//Desktop//students.txt");
          
              // 往Row中塞数据的时候,要注意,什么格式的数据,就用什么格式转换一下,再塞进去
              JavaRDD<Row> studentRDD = lines.map(new Function<String, Row>() {
    
                  private static final long serialVersionUID = 1L;
    
                  @Override
                  public Row call(String line) throws Exception {
                      String[] lineSplited = line.split(","); 
                      return RowFactory.create(
                              Integer.valueOf(lineSplited[0]), 
                              lineSplited[1], 
                              Integer.valueOf(lineSplited[2]));      
                  }
                  
              });
              
              // 第二步,动态构造元数据
              // 比如说,id、name等,field的名称和类型,可能都是在程序运行过程中,动态从mysql db里
              // 或者是配置文件中,加载出来的,是不固定的
              // 所以特别适合用这种编程的方式,来构造元数据
              List<StructField> structFields = new ArrayList<StructField>();
              structFields.add(DataTypes.createStructField("id", DataTypes.IntegerType, true));  
              structFields.add(DataTypes.createStructField("name", DataTypes.StringType, true));  
              structFields.add(DataTypes.createStructField("age", DataTypes.IntegerType, true));  
              StructType structType = DataTypes.createStructType(structFields);
              
              // 第三步,使用动态构造的元数据,将RDD转换为DataFrame
              DataFrame studentDF = sqlContext.createDataFrame(studentRDD, structType);
          
              // 后面,就可以使用DataFrame了
              studentDF.registerTempTable("students");  
              
              DataFrame teenagerDF = sqlContext.sql("select * from students where age<=18");  
              
              List<Row> rows = teenagerDF.javaRDD().collect();
              for(Row row : rows) {
                  System.out.println(row);  
              }
          }
          
      }
    

Scala版本

  package cn.spark.study.sql

  import org.apache.spark.sql.Row
  import org.apache.spark.sql.types.{StructType,StructField,StringType,IntegerType}
  import org.apache.spark.SparkConf
  import org.apache.spark.SparkContext
  import org.apache.spark.sql.SQLContext

  object RDD2DataFrameProgrammatically extends App {
    
    val conf = new SparkConf()
        .setMaster("local")  
        .setAppName("RDD2DataFrameProgrammatically")  
    val sc = new SparkContext(conf)
    val sqlContext = new SQLContext(sc)
    
    // 第一步,构造出元素为Row的普通RDD
    val studentRDD = sc.textFile("C://Users//Administrator//Desktop//students.txt", 1)
        .map { line => Row(line.split(",")(0).toInt, line.split(",")(1), line.split(",")(2).toInt) } 
    
    // 第二步,编程方式动态构造元数据
    val structType = StructType(Array(
        StructField("id", IntegerType, true),
        StructField("name", StringType, true),
        StructField("age", IntegerType, true)))  
    
    // 第三步,进行RDD到DataFrame的转换
    val studentDF = sqlContext.createDataFrame(studentRDD, structType)  
    
    // 继续正常使用
    studentDF.registerTempTable("students")  
    
    val teenagerDF = sqlContext.sql("select * from students where age<=18")  
    
    val teenagerRDD = teenagerDF.rdd.collect().foreach { row => println(row) }    
  }  

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