一、持久化
1、什么是持久化，为什么要持久化
Spark中最重要的功能之一是跨操作在内存中持久化（或缓存）数据集。当您持久化RDD时，每个节点将其计算的任何分区存储在内存中，并在该数据集（或从该数据集派生的数据集）上的其他操作中重用这些分区。这使得未来的行动更快（通常超过10倍）。缓存是迭代算法和快速交互使用的关键工具。
2、如何进行持久化
持久化的方法就是rdd.persist()或者rdd.cache()
3、持久化策略
可以通过persist(StoreageLevle的对象)来指定持久化策略
rdd.persist(StorageLevel.MEMORY_ONLY)
| 持久化策略 | 含义 |
|---|---|
| MEMORY_ONLY(默认) | rdd中的数据，以未经序列化的java对象格式，存储在内存中。如果内存不足，剩余的部分不持久化，使用的时候，没有持久化的那一部分数据重新加载。这种效率是最高，但是是对内存要求最高的。 |
| MEMORY_ONLY_SER | 就比MEMORY_ONLY多了一个SER序列化，保存在内存中的数据是经过序列化之后的字节数组，同时每一个partition此时就是一个比较大的字节数组。 |
| MEMORY_AND_DISK | 和MEMORY_ONLY相比就多了一个，内存存不下的数据存储在磁盘中 |
| MEMEORY_AND_DISK_SER | 比MEMORY_AND_DISK多了个序列化 |
| DISK_ONLY | 就是MEMORY_ONLY对应，都保存在磁盘，效率太差，一般不用。 |
| xxx_2 | 就是上述多个策略后面加了一个_2,比如MEMORY_ONLY_2，MEMORY_AND_DISK_SER_2等等，就多了一个replicate而已，备份，所以性能会下降，但是容错或者高可用加强了。所以需要在二者直接做权衡。如果说要求数据具备高可用，同时容错的时间花费比从新计算花费时间少，此时便可以使用，否则一般不用。 |
| HEAP_OFF(experimental) | 使用非Spark的内存，也即堆外内存，比如Tachyon，HBase、Redis等等内存来补充spark数据的缓存。 |
4、如何选择一款合适的持久化策略
第一就选择默认MEMORY_ONLY，因为性能最高嘛，但是对空间要求最高；如果空间满足不了，退而求其次，选择MEMORY_ONLY_SER,此时性能还是蛮高的，相比较于MEMORY_ONLY的主要性能开销就是序列化和反序列化；如果内存满足不了,直接跨越MEMORY_AND_DISK，选择MEMEORY_AND_DISK_SER，因为到这一步，说明数据蛮大的，要想提高性能，关键就是基于内存的计算，所以应该尽可能的在内存中存储对象；DISK_ONLY不用，xx_2的使用如果说要求数据具备高可用，同时容错的时间花费比从新计算花费时间少，此时便可以使用，否则一般不用。
二、共享变量
为了能够更加高效的在driver和算子之间共享数据，spark提供了两种有限的共享变量，一广播变量，二累加器。
1、broadcast广播变量
如果我们要在分布式计算里面分发大对象，例如：字典，集合，黑白名单等，这个都会由Driver端进行分发，一般来讲，如果这个变量不是广播变量，那么每个task就会分发一份，这在task数目十分多的情况下Driver的带宽会成为系统的瓶颈，而且会大量消耗task服务器上的资源，如果将这个变量声明为广播变量，那么只是每个executor拥有一份，这个executor启动的task会共享这个变量，节省了通信的成本和服务器的资源。
val list = List("hello hadoop")
//定义广播变量
val broadCast = sc.broadcast(list)
//调用
val data=broadCast.value
注意：
1、能不能将一个RDD使用广播变量广播出去？
不能，因为RDD是不存储数据的。可以将RDD的结果广播出去。
2、 广播变量只能在Driver端定义，不能在Executor端定义。
3、 在Driver端可以修改广播变量的值，在Executor端无法修改广播变量的值。
4、如果executor端用到了Driver的变量，如果不使用广播变量在Executor有多少task就有多少Driver端的变量副本。
5、如果Executor端用到了Driver的变量，如果使用广播变量在每个Executor中只有一份Driver端的变量副本。
2、accumulator累加器
accumulator累加器的概念和mr中出现的counter计数器的概念有异曲同工之妙，对某些具备某些特征的数据进行累加。累加器的一个好处是，不需要修改程序的业务逻辑来完成数据累加，同时也不需要额外的触发一个action job来完成累加
//构建一个累加器
val accu = sc.longAccumuator()
//累加的操作
accu.add(参数)
//获取累加器的结果，累加器的获取，必须需要action的触发
val ret = accu.value
注意：
1、累加器的调用，也就是accumulator.value必须要在action之后被调用，也就是说累加器必须在action触发之后。
2、多次使用同一个累加器，应该尽量做到用完即重置。accumulator.reset
3、尽量给累加器指定name，方便我们在web-ui上面进行查看。
三、RDD数据分区
Spark目前支持Hash分区和Range分区，用户也可以自定义分区，Hash分区为当前的默认分区，Spark中分区器直接决定了RDD中分区的个数、RDD中每条数据经过Shuffle过程属于哪个分区和Reduce的个数。
分区的决定，就是在宽依赖的过程中才有，窄依赖因为是一对一或者一对常熟，分区确定的，所以不需要指定分区操作。
1、Partitioner
在Spark中涉及RDD的分区策略的抽象类为Partitioner，有两个核心的子类实现，一个HashPartitioner，一个RangePartitioner。Spark中数据分区的主要工具类(数据分区类)，主要用于Spark底层RDD的数据重分布的情况中。
2、HashPartitioner
Spark中非常重要的一个分区器，也是默认分区器，默认用于90%以上的RDD相关API上。
功能：依据RDD中key值的hashCode的值将数据取模后得到该key值对应的下一个RDD的分区id值，支持key值为null的情况，当key为null的时候，返回0；该分区器基本上适合所有RDD数据类型的数据进行分区操作；但是需要注意的是，由于JAVA中数组的hashCode是基于数组对象本身的，不是基于数组内容的，所以如果RDD的key是数组类型，那么可能导致数据内容一致的数据key没法分配到同一个RDD分区中，这个时候最好自定义数据分区器，采用数组内容进行分区或者将数组的内容转换为集合。
3、RangePartitioner
SparkCore中除了HashPartitioner分区器外，另外一个比较重要的已经实现的分区器，主要用于RDD的数据排序相关API中，比如sortByKey底层使用的数据分区器就是RangePartitioner分区器；该分区器的实现方式主要是通过两个步骤来实现的，第一步：先从整个RDD中抽取出样本数据，将样本数据排序，计算出每个分区的最大key值，形成一个Array[KEY]类型的数组变量rangeBounds；第二步：判断key在rangeBounds中所处的范围，给出该key值在下一个RDD中的分区id下标；该分区器要求RDD中的KEY类型必须是可以排序的。
四、RDD依赖关系
1、依赖关系
RDD和它依赖的父RDD的关系有两种不同的类型，即窄依赖（narrow dependency）和宽依赖（wide dependency）。
1、窄依赖（narrow dependency）：指的是子RDD一个分区中的数据，来自于上游RDD中一个分区或者常数个分区。
2、宽依赖（wide dependency）：指的是子RDD一个分区中的数据，来自于上游RDD所有的分区。
2、血统Lineage
RDD只支持粗粒度转换，即在大量记录上执行的单个操作。将创建RDD的一系列Lineage（即血统）记录下来，以便恢复丢失的分区。RDD的Lineage会记录RDD的元数据信息和转换行为，当该RDD的部分分区数据丢失时，它可以根据这些信息来重新运算和恢复丢失的数据分区。