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如何在生产集群中对spark作业进行性能调优?

在生产集群中对Spark作业进行性能调优的关键是优化资源配置、调整作业参数和使用适当的技术工具。下面是一些常见的性能调优方法:

  1. 资源配置优化:
    • 分配足够的内存和CPU资源给Spark应用程序,确保集群资源充足。
    • 合理设置Executor的数量和内存分配,避免资源浪费或不足。
    • 使用动态资源分配功能,根据作业的需求自动调整资源分配。
  • 作业参数调优:
    • 调整并行度(parallelism)参数,根据数据量和集群规模进行合理设置。
    • 调整内存分配参数,如executor.memory、executor.memoryOverhead等,以避免OOM错误。
    • 设置合理的shuffle分区数,避免数据倾斜和网络传输瓶颈。
  • 数据处理优化:
    • 使用广播变量(broadcast variables)来减少数据传输开销。
    • 使用累加器(accumulators)来收集统计信息,避免频繁的数据传输。
    • 使用DataFrame和Dataset等高级API,优化数据处理过程。
  • 缓存和持久化:
    • 合理使用RDD的持久化(persist)功能,将频繁使用的数据缓存到内存或磁盘,减少计算开销。
    • 使用内存序列化(memory serialization)来提高数据传输效率。
  • 监控和调试工具:
    • 使用Spark自带的Web界面(Spark UI)来监控作业的执行情况和资源使用情况。
    • 使用日志分析工具,如Spark自带的事件日志(event logs)或第三方工具,来分析作业的性能瓶颈和调优建议。
  • 使用适当的腾讯云产品:
    • 腾讯云的弹性MapReduce(EMR)服务提供了托管的Spark集群,可根据作业需求自动调整资源。
    • 腾讯云的云数据库TDSQL for PostgreSQL和TDSQL for MySQL提供了高性能的数据库服务,可与Spark集成进行数据处理。
    • 腾讯云的对象存储COS和文件存储CFS提供了高可靠、高性能的存储服务,可用于Spark作业的输入输出。

请注意,以上仅为一般性的性能调优方法,实际调优过程中需要根据具体场景和需求进行细化和优化。

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    每一台 host 上面可以并行 N 个 worker,每一个 worker 下面可以并行 M 个 executor,task 们会被分配到 executor 上面去执行。stage 指的是一组并行运行的 task,stage 内部是不能出现 shuffle 的,因为 shuffle 就像篱笆一样阻止了并行 task 的运行,遇到 shuffle 就意味着到了 stage 的边界。   CPU 的 core 数量,每个 executor 可以占用一个或多个 core,可以通过观察 CPU 的使用率变化来了解计算资源的使用情况,例如,很常见的一种浪费是一个 executor 占用了多个 core,但是总的 CPU 使用率却不高(因为一个 executor 并不总能充分利用多核的能力),这个时候可以考虑让一个 executor 占用更少的 core,同时 worker 下面增加更多的 executor,或者一台 host 上面增加更多的 worker 来增加并行执行的 executor 的数量,从而增加 CPU 利用率。但是增加 executor 的时候需要考虑好内存消耗,因为一台机器的内存分配给越多的 executor,每个 executor 的内存就越小,以致出现过多的数据 spill over 甚至 out of memory 的情况。   partition 和 parallelism,partition 指的就是数据分片的数量,每一次 task 只能处理一个 partition 的数据,这个值太小了会导致每片数据量太大,导致内存压力,或者诸多 executor 的计算能力无法利用充分;但是如果太大了则会导致分片太多,执行效率降低。在执行 action 类型操作的时候(比如各种 reduce 操作),partition 的数量会选择 parent RDD 中最大的那一个。而 parallelism 则指的是在 RDD 进行 reduce 类操作的时候,默认返回数据的 paritition 数量(而在进行 map 类操作的时候,partition 数量通常取自 parent RDD 中较大的一个,而且也不会涉及 shuffle,因此这个 parallelism 的参数没有影响)。所以说,这两个概念密切相关,都是涉及到数据分片的,作用方式其实是统一的。通过 spark.default.parallelism 可以设置默认的分片数量,而很多 RDD 的操作都可以指定一个 partition 参数来显式控制具体的分片数量。   看这样几个例子:   (1)实践中跑的 Spark job,有的特别慢,查看 CPU 利用率很低,可以尝试减少每个 executor 占用 CPU core 的数量,增加并行的 executor 数量,同时配合增加分片,整体上增加了 CPU 的利用率,加快数据处理速度。   (2)发现某 job 很容易发生内存溢出,我们就增大分片数量,从而减少了每片数据的规模,同时还减少并行的 executor 数量,这样相同的内存资源分配给数量更少的 executor,相当于增加了每个 task 的内存分配,这样运行速度可能慢了些,但是总比 OOM 强。   (3)数据量特别少,有大量的小文件生成,就减少文件分片,没必要创建那么多 task,这种情况,如果只是最原始的 input 比较小,一般都能被注意到;但是,如果是在运算过程中,比如应用某个 reduceBy 或者某个 filter 以后,数据大量减少,这种低效情况就很少被留意到。   最后再补充一点,随着参数和配置的变化,性能的瓶颈是变化的,在分析问题的时候不要忘记。例如在每台机器上部署的 executor 数量增加的时候,性能一开始是增加的,同时也观察到 CPU 的平均使用率在增加;但是随着单台机器上的 executor 越来越多,性能下降了,因为随着 executor 的数量增加,被分配到每个 executor 的内存数量减小,在内存里直接操作的越来越少,spill over 到磁盘上的数据越来越多,自然性能就变差了。   下面给这样一个直观的例子,当前总的 cpu 利用率并不高:

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