spark学习笔记（九）——sparkSQL核心编程-DataFrame/DataSet/DF、DS、RDD三者之间的转换关系

注：Spark Core首先构建上下文环境对象SparkContext才可以执行应用程序，sparkSQL和spark core类似。使用spark-shell的时候, spark框架会自动创建一个名称叫做spark的SparkSession对象, 就像我们以前可以自动获取到一个sc来表示SparkContext对象一样。

DataFrame

创建DataFrame

在Spark SQL中SparkSession是创建DataFrame和执行SQL的入口，创建DataFrame有三种方式：

（1）从spark数据源创建

spark支持创建的数据源格式：csv format jdbc json load option options orc parquet schema

table text textFile

在bin目录下创建input目录，在input目录下创建user.json，内容为：

{"username":"zj","age":20}
{"username":"xx","age":21}
{"username":"yy","age":22}

读取bin/input/user.json文件

（2）从RDD转换

（3）从hive table查询返回

SQL语法

SQL语法是指查询数据的时候使用SQL语句查询，这种查询必须要有临时视图或全局视图来辅助。

（1）读取json文件

（2）创建临时表

（3）实现查询

（4）创建全局表

df.createOrReplaceGlobalTempView("user2")

注：普通临时表是Session范围内的；如果想扩大有效应用范围，可以使用全局临时表。使用全局临时表时需要全路径访问，global_temp.user2

（5）实现查询


#查询
spark.sql("select * from global_temp.user2").show()
 
#使用新的session查询
spark.newSession().sql("select * from global_temp.user2").show()
spark.newSession().sql("select age from global_temp.user2").show()

DSL语法

DataFrame提供一个特定领域语言DSL（domain-specific language）去管理结构化的数据。可以在Scala, Java, Python、R中使用DSL，使用DSL语法不用去创建临时视图。

（1）创建DataFrame

（2）查看DataFrame的schema信息

（3）查看数据

1）查看age数据

2）查看username和age+1数据

3）filter查看大于21数据

4）groupBy按age分组查看数据条数

RDD转换为DataFrame

（1）sc.textFile创建RDD，转换为DataFrame


val wordRDD = sc.textFile("input/word.txt")
wordRDD.toDF("word").show()

（2）makeRDDR创建RDD并直接转换为DataFrame


case class user(name:String,age:Int)
sc.makeRDD(List(("zj",20),("zx",21),("xc",23))).map(t => user(t._1,t._2)).toDF.show()

注：在IDEA中开发程序时，如果需要RDD与DF或者DS之间互相操作，那么需要引入import spark.implicits._

import spark.implicits._：必须先创建SparkSession对象再导入，这里的spark是创建的sparkSession对象的变量名称。Scala只支持val修饰的对象的引入，切记这里的spark对象不能使用var声明。

spark-shell自动完成此操作。

DataFrame转换为RDD

DataFrame其实就是对RDD的封装，可以直接获取内部的RDD。

（1）创建RDD并转换为DataFrame，DataFrame转换为RDD


val df = sc.makeRDD(List(("zj",20),("zx",21),("xc",23))).map(t => user(t._1,t._2)).toDF
val rdd = df.rdd

（2）RDD的collect操作

DataSet

创建DataSet

（1）使用样例类序列创建DataSet


case class person(name:String,age:Long)
val caseClassDS = Seq(person("zj",2)).toDS()
caseClassDS.show

（2）使用基本类型的序列创建DataSet


val ds = Seq(1,2,3,4).toDS
ds.show

RDD转换为DataSet

SparkSQL能够自动将包含有case类的RDD转换成DataSet，case类定义了table的结构，case类属性通过反射变成了表的列名。case类可以包含诸如Seq、Array等复杂的结构。

注：实际中很少把序列转换成DataSet，更多的是通过RDD来得到DataSet。


case class user(name:String,age:Int)
sc.makeRDD(List(("zj",21),("zz",22),("xx",24))).map(t => user(t._1,t._2)).toDS

DataSet转换为RDD

DataSet也是对RDD的封装，可以直接获取内部的RDD。


#创建RDD并转换为DataSet
case class user(name:String,age:Int)
val ds = sc.makeRDD(List(("zj",21),("zz",22),("xx",24))).map(t => user(t._1,t._2)).toDS
#DataSet转换为RDD
val rdd = ds.rdd
#RDD的collect操作
rdd.collect

DataSet和DataFrame的转换

DataFrame是DataSet的特例，它们之间可以互相转换。

（1）DataFrame转换为DataSet


val df = sc.makeRDD(List(("zj",21),("zz",22),("xx",24))).map(t => user(t._1,t._2)).toDF("name","age")
val ds = df.as[user]

（2）DataSet转化为DataFrame

val df = ds.toDF

RDD、DataFrame、DataSet之间的关系

相同点

（1）三者都有partition的概念；

（2）三者有许多共同的函数，如map、filter等；

（3）RDD、DataFrame、DataSet全都是spark平台下的分布式弹性数据集，为处理超大型数据提供便利；

（4）三者都有惰性机制，在进行创建转换时不会立即执行，只有在遇到Action时三者才会开始运算；

（5）在对DataFrame和Dataset进行操作许多操作都需要这个包import spark.implicits._；

（6）三者都会根据Spark的内存情况自动缓存运算，即使数据量很大，也不用担心内存溢出；

（7）DataFrame和DataSet均可使用模式匹配获取各个字段的值和类型。

区别点

（1）RDD不支持sparksql操作；

（2）RDD一般和spark mllib同时使用；

（3）DataFrame和DataSet一般不与spark mllib同时使用；

（4）DataFrame与DataSet支持一些特别方便的保存方式，比如：csv，csv可以带上表头；

（5）DataFrame与RDD和Dataset不同，每一行的类型固定为Row，每一列的值没法直接访问，只有通过解析才能获取各个字段的值；

（6）DataFrame与DataSet均支持SparkSQL的操作，还能注册临时表/视窗进行sql语句操作；

（7）DataFrame和Dataset拥有完全相同的成员函数，区别只是每一行的数据类型不同，DataFrame就是DataSet的一个特例：type DataFrame = Dataset[Row]

（8）DataFrame每一行的类型是Row，不解析各个字段是什么类型无从得知，只能用模式匹配拿出特定字段；而Dataset中每一行是什么类型是不一定的，在自定义了case class之后可以很自由的获得每一行的信息。

相互转换

sparkSQL-IDEA编程

添加依赖


        <dependency>
            <groupId>org.apache.sparkgroupId>
            <artifactId>spark-sql_2.12artifactId>
            <version>3.0.0version>
        dependency>

全部依赖展示


    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.sparkgroupId>
            <artifactId>spark-core_2.12artifactId>
            <version>3.0.0version>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.sparkgroupId>
            <artifactId>spark-sql_2.12artifactId>
            <version>3.0.0version>
        dependency>
    dependencies>
    <build>
        <plugins>
            
            <plugin>
                <groupId>net.alchim31.mavengroupId>
                <artifactId>scala-maven-pluginartifactId>
                <version>3.2.2version>
                <executions>
                    <execution>
                        
                        <goals>
                            <goal>testCompilegoal>
                        goals>
                    execution>
                executions>
            plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.pluginsgroupId>
                <artifactId>maven-assembly-pluginartifactId>
                <version>3.1.0version>
                <configuration>
                    <descriptorRefs>
                        <descriptorRef>jar-with-dependenciesdescriptorRef>
                    descriptorRefs>
                configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>make-assemblyid>
                        <phase>packagephase>
                        <goals>
                            <goal>singlegoal>
                        goals>
                    execution>
                executions>
            plugin>
        plugins>
    build>

RDD<=>DataSet<=>DataFrame转换编码实现

下面是代码部分


import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, Dataset, Row, SparkSession}
 
object sparkSQL_Basic {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //TODO 创建sparkSQL运行环境
    val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local[*]").setAppName("sparkSQL")
    val spark = SparkSession.builder().config(sparkConf).getOrCreate()
    import spark.implicits._
 
    //TODO 执行逻辑操作
 
    //DataFrame
    println("DataFrame")
    val df = spark.read.json("datas/user.json")
    println("输出源数据")
    df.show()
    //DataFrame => SQL  要创建视图
    df.createOrReplaceTempView("user")
    println("输出所有")
    spark.sql("select * from user").show()
    println("输出age")
    spark.sql("select age from user").show()
    //DataFrame => DSL  不用创建视图
    println("输出所有")
    df.select("age","username").show()
    println("输出age+1")
    df.select($"age" + 1).show()
    df.select('age + 1).show()
    println(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>")
 
    //DataSet
    println("DataSet")
    val seq = Seq(1,2,3,4)
    val ds = seq.toDS()
    ds.show()
    println(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>")
 
    //RDD <=> DataFrame
    println("RDD <=> DataFrame    DF->RDD")
    val rdd = spark.sparkContext.makeRDD(List((1,"zj",10),(2,"as",20),(3,"sd",30)))
    val frame = rdd.toDF("ID", "NAME", "AGE")
    val rowRDD : RDD[Row] = frame.rdd
    frame.show()
    println(rowRDD)
 
    //RDD <=> DataSet
    println("RDD <=> DataSet    DS->RDD")
    val ds2 = rdd.map {
      case (id, name, age) => {
        User(id, name, age)
      }
    }.toDS()
    val userRDD = ds2.rdd
    ds2.show()
    println(userRDD)
 
    //DataFrame <=> DataSet
    println("DataFrame <=> DataSet    DS->DF")
    val ds1:Dataset[User] = frame.as[User]
    val df1:DataFrame = ds1.toDF()
    ds1.show()
    df1.show()
 
//TODO 关闭环境
spark.stop()
}
case class User(id:Int,name:String,age:BigInt)
 
}

运行结果展示！

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原文地址：https://blog.csdn.net/qq_55906442/article/details/126222331