对优化 Apache Spark 程序的新视角

主要观点:调试缓慢的 Spark 作业需注意常见陷阱,需从集群配置、代码编写、数据存储和监控等多方面进行性能优化,以获得顶级性能。
关键信息:

  • Spark 架构及延迟评估:包含驱动程序、执行器、集群管理器等,延迟评估可优化操作。
  • Spark 配置调优:动态资源分配可根据负载调整执行器数量;合理配置内存,避免内存溢出;调整 shuffle 并行度(分区数),避免数据处理问题。
  • 代码级优化:优先使用 DataFrame/Dataset API 以利用优化器;尽早过滤数据以减少 shuffle;使用高效的连接策略(广播小数据);避免使用 UDF 而利用内置函数;明智地缓存数据以复用。
  • 数据存储和格式优化:使用列存储格式(如 Parquet、ORC 并压缩);按磁盘分区数据以进行裁剪;考虑桶化和排序以优化特定操作。
  • 监控:利用 Spark Web UI 查看作业性能指标,如任务时长、shuffle 读写等,还可启用事件日志等工具进行分析,优化是迭代过程。
    重要细节:
  • 动态资源分配需设置spark.dynamicAllocation.enabled等相关参数,可在 2 到 10 个执行器间动态调整。
  • 内存配置要区分驱动程序和执行器的内存用途,spark.memory.fraction控制执行和存储区域的内存比例。
  • 调整 shuffle 分区数时,一般以 100MB - 200MB 数据/分区为宜,Spark 3.x 及以后有自适应查询执行(AQE)功能可自动优化。
  • 代码优化中,DataFrame/Dataset API 比 RDD 更高效,要尽早过滤数据,广播小数据以优化连接,避免使用 UDF 等。
  • 数据存储优化时,选择列存储格式可节省 I/O,按常用键分区数据可裁剪不必要的数据读取,避免过多小文件。
  • 监控时通过 Spark Web UI 可发现性能瓶颈,如大量 Shuffle Read 等,还可借助其他工具分析运行情况。
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