„Spark Checkpoint“ problema: kodėl klaidos išlieka net pridėjus kontrolinius taškus

„Spark Checkpoint“ problema: kodėl klaidos išlieka net pridėjus kontrolinius taškus
„Spark Checkpoint“ problema: kodėl klaidos išlieka net pridėjus kontrolinius taškus

Nuolatinių kibirkšties gedimų šalinimas, nepaisant patikrinimo

Jei dirbate su „Apache Spark“, tikriausiai bent kartą susidūrėte su baisia ​​„scenos gedimo“ klaida. Net ir įdiegę kontrolinį tašką (kaip rekomenduoja Spark) vis tiek galite susidurti su šia nuolatine problema. 😬 Gali jaustis nelinksma, ypač kai atrodo, kad „Spark“ reikalauja tikrinti tašką, tačiau problemos neišsprendžia!

Ši konkreti klaida paprastai atsiranda, kai „Spark“ užduotys apima maišymą, ypač dideliuose duomenų rinkiniuose, kuriuos reikia pertvarkyti iš naujo. Kai kuriems kūrėjams ši problema rodoma kaip protarpinė klaida, todėl ją dar sunkiau atsekti. Įprasta rekomendacija yra „patikrinti RDD prieš skaidant iš naujo“, bet ką daryti, kai tai neišsprendžia?

Neseniai vykusiame projekte susidūriau su tokiu scenarijumi. Mano kode buvo viskas, ką siūlė „Spark“, nuo patikros taško katalogo nustatymo iki RDD patikros taško, tačiau ta pati klaida ir toliau rodoma. Po daugybės bandymų ir klaidų bei daugybės nusivylimų pagaliau atradau sprendimą.

Šiame vadove aprašomi „Spark“ tikrinimo ir maišymo mechanizmų niuansai, paaiškinama, kodėl ši klaida išlieka, ir nurodomi veiksmai, kurių galite imtis norėdami ją ištaisyti. Išsiaiškinkime šią kibirkšties paslaptį kartu! 🔍

komandą Naudojimo pavyzdys
setCheckpointDir Nustato kontrolinių taškų saugojimo katalogą. Būtina Spark sukurti patikimus atkūrimo taškus, ypač naudinga atliekant didelius maišymo būdus, kad būtų išvengta darbo nesėkmių.
checkpoint Pažymi, kad RDD turi būti patikrintas, nutraukdamas atsparumo gedimams liniją ir pagerindamas atsparumą, kai RDD perskirstomas arba pakartotinai naudojamas keliais etapais.
repartition Perskirsto duomenis tarp skaidinių. Šiuo atveju sumažinamas kiekvieno skaidinio dydis, kad būtų optimizuotas maišymo procesas, sumažinamos atminties problemos ir etapų gedimai.
mapPartitions Veikia kiekviename skaidinyje atskirai, sumažinant tinklo išlaidas. Čia naudojama norint efektyviai pritaikyti transformacijas kiekviename skaidinyje, pagerinant našumą naudojant didelius duomenis.
StorageLevel.MEMORY_AND_DISK Apibrėžia išliekančių RDD saugojimo lygį. Naudojant MEMORY_AND_DISK čia užtikrinama, kad duomenys yra talpykloje saugomi atmintyje ir, jei reikia, įrašomi į diską, subalansuojant atminties naudojimą ir atsparumą gedimams.
persist Saugo RDD atmintyje arba diske, kad būtų galima efektyviai pakartotinai naudoti, naudojamas kartu su kontroliniu tašku, siekiant dar labiau stabilizuoti „Spark“ užduotis ir sumažinti perskaičiavimus.
collect Sujungia visus RDD elementus vairuotojui. Taikoma po perskirstymo ir transformacijų rezultatams surinkti, tačiau naudojama atsargiai, kad būtų išvengta atminties perkrovos.
parallelize Sukuria RDD iš vietinės kolekcijos. Naudinga atliekant vienetų testus, kad būtų generuojami pavyzdiniai duomenys, leidžiantys išbandyti Spark apdorojimą be išorinių duomenų šaltinių.
assert Tikrina numatomą išvestį atliekant vienetų testus, pvz., užtikrina RDD turinį po apdorojimo. Būtinas norint patikrinti kodo teisingumą bandymo aplinkoje.

„Spark Checkpoint“ supratimas ir atkaklumas sprendžiant scenos gedimus

Pateikti scenarijai sprendžia įprastą „Apache Spark“ problemą, kai „Spark“ užduotis patiria nuolatinę klaidą dėl „neapibrėžtų“ maišymo išėjimų, net kai taikomas kontrolinis taškas. Šis iššūkis dažnai siejamas su „Spark“ RDD (atsparus paskirstytas duomenų rinkinys) pobūdžiu ir tuo, kaip „Spark“ atlieka skaičiavimus skirtinguose skaidiniuose. Pirmajame scenarijuje inicijuojame „Spark“ patikrinimo procesą, kuriuo siekiama suteikti stabilumo nutraukiant RDD liniją. Nustatydami patikrinimo punktų katalogas su setCheckpointDir komandą, „Spark“ žino, kur saugoti šiuos kontrolinius taškus diske, pridėdama svarbią atsarginę priemonę, kad būtų galima iš naujo apdoroti duomenis, jei kuris nors etapas nepavyktų. Kontrolinio taško komanda RDD, naudojama prieš pat skaidymą, nurodo „Spark“ išsaugoti konkrečią duomenų būseną, o tai sumažina „Spark“ atminties apkrovą sukurdama atkūrimo tašką. 🎯

Tačiau kadangi paprastas kontrolinio taško pridėjimas ne visada išsprendžia problemą, kitas scenarijų veiksmas yra taikyti perskirstymą. Perskirstymas gali palengvinti tam tikrą „Spark“ apdorojimo įtampą, nes paskirsto duomenis daugiau skaidinių, tačiau be tinkamo kontrolinio taško dažnai padidėja atminties poreikis. Todėl tikrinimo taško derinimas su skaidymu iš naujo gali padėti stabilizuoti „Spark“ maišymo operacijas, ypač tais atvejais, kai duomenys yra per dideli arba labai skiriasi tarp skaidinių. Antrasis scenarijus tai sustiprina derindamas kontrolinį tašką su atkaklumas, naudojant MEMORY_AND_DISK kaip saugyklos lygį, kuris nurodo Spark laikyti duomenis atmintyje ir naudoti vietos diske kaip atsarginę kopiją. Šis metodas ypač efektyvus, kai duomenys yra per dideli, kad tilptų į atmintį, užtikrinant, kad „Spark“ nepraras duomenų skaičiavimo metu.

Naudojant žemėlapisPertvaros komanda abiejuose scenarijuose taip pat yra strateginė. „Spark“ sistemoje „mapPartitions“ yra veiksmingesnė nei žemėlapis, kai tvarkomi pertvarkos skirtinguose skaidiniuose, nes vienu metu apdoroja visą skaidinį. Tai sumažina tinklo sąnaudas, nes „Spark“ turi atlikti skambučių skaičių, o tai gali labai paskatinti didelės apimties duomenų operacijas. Pagalvokite apie tai kaip viso failo apdorojimą, o ne eilutę: mažiau skambučių reiškia mažiau apdorojimo laiko, todėl mapPartitions yra geresnis pasirinkimas kartotinėms operacijoms. Čia jis naudojamas tinkintoms transformacijoms tvarkyti, užtikrinant, kad duomenys būtų paruošti rinkti, nesukeliant papildomų problemų.

Neįmanoma pervertinti kiekvienos iš šių operacijų stabilumo tikrinimo svarbos, būtent čia atliekami vienetų testai. Šie testai patvirtina, kad „Spark“ užduotis įvairiose konfigūracijose veikia taip, kaip tikėtasi. Naudodami tokius testus kaip tvirtinti, kūrėjai gali patikrinti, ar patikros taškai ir perskirstymas veiksmingai stabilizavo RDD apdorojimą, o tai yra pagrindinis žingsnis siekiant užtikrinti, kad kodas būtų atsparus įvairioms duomenų apkrovoms. Nesvarbu, ar sprendžiate didelius duomenis, ar pertraukiamus „Spark“ gedimus, šie metodai yra patikimesnis būdas apsisaugoti nuo „neapibrėžtų“ klaidų pasikartojimo, todėl Spark darbas yra patikimesnis ir efektyvesnis. 🚀

Neapibrėžto maišymo etapo gedimų valdymas naudojant „Apache Spark“ tikrinimo tašką

„Scala“ naudojimas „Spark“ aplinkoje, kad būtų galima valdyti RDD patikros tašką ir optimizuoti maišymo operacijas.

// Import necessary Spark libraries
import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.SparkConf
// Set up Spark configuration and context
val conf = new SparkConf().setAppName("CheckpointExample").setMaster("local[*]")
val sc = new SparkContext(conf)
// Define a method to handle checkpointing in a modular way
def checkpointRDD(rdd: RDD[String], checkpointDir: String): RDD[String] = {
    sc.setCheckpointDir(checkpointDir)
    rdd.checkpoint()
    rdd
}
// Create an RDD and apply checkpointing and repartitioning
val rawRDD = sc.parallelize(Seq("data1", "data2", "data3"))
val checkpointedRDD = checkpointRDD(rawRDD, "/tmp/checkpoints")
// Apply repartition and map operations carefully to manage shuffle
val partitionedRDD = checkpointedRDD.repartition(4).mapPartitions { iter =>
    iter.map(data => processData(data))
}
// Collect results
val output = partitionedRDD.collect()
// Define processing function to make code modular
def processData(data: String): String = {
    // Add data transformation logic
    data.toUpperCase
}
// Clean up resources
sc.stop()

Alternatyvus metodas: naudojant Persist ir Checkpoint kartu, siekiant sumažinti maišymo problemas

Spark Scala API naudojimas patvarumui valdyti kartu su kontroliniu tašku, siekiant pagerinti scenos stabilumą.

// Initialize Spark Context
val conf = new SparkConf().setAppName("PersistAndCheckpoint").setMaster("local[*]")
val sc = new SparkContext(conf)
// Function to add both persist and checkpoint
def persistAndCheckpoint(rdd: RDD[String], checkpointDir: String): RDD[String] = {
    sc.setCheckpointDir(checkpointDir)
    val persistedRDD = rdd.persist(StorageLevel.MEMORY_AND_DISK)
    persistedRDD.checkpoint()
    persistedRDD
}
// Create initial RDD and apply persist and checkpoint
val initialRDD = sc.parallelize(List("item1", "item2", "item3"))
val stableRDD = persistAndCheckpoint(initialRDD, "/tmp/checkpoints")
// Perform repartition and further operations
val processedRDD = stableRDD.repartition(2).mapPartitions { partition =>
    partition.map(item => transformData(item))
}
// Collect processed data
val finalOutput = processedRDD.collect()
// Sample transform function for modularity
def transformData(item: String): String = {
    item.reverse
}
// Stop the Spark context
sc.stop()

Spark RDD stabilumo bandymas su vienetų testais

„ScalaTest“ naudojimas norint patvirtinti „Spark RDD“ apdorojimą ir tikrinimo tašką skirtingomis konfigūracijomis.

import org.scalatest.funsuite.AnyFunSuite
import org.apache.spark.SparkContext
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.rdd.RDD
class RDDCheckpointTest extends AnyFunSuite {
    val conf = new SparkConf().setAppName("CheckpointTest").setMaster("local[*]")
    val sc = new SparkContext(conf)
    test("Verify checkpoint and repartition with stable output") {
        sc.setCheckpointDir("/tmp/checkpoints")
        val rdd = sc.parallelize(Seq("spark", "test", "case"))
        rdd.checkpoint()
        val repartitionedRDD = rdd.repartition(2)
        val result = repartitionedRDD.collect()
        assert(result.nonEmpty, "RDD should contain data after checkpointing")
    }
    test("Persist and checkpoint together to improve resilience") {
        val rdd = sc.parallelize(Seq("persistence", "checkpoint", "test"))
        rdd.persist()
        rdd.checkpoint()
        val transformedRDD = rdd.repartition(3).map(_.toUpperCase)
        val result = transformedRDD.collect()
        assert(result.contains("CHECKPOINT"), "RDD should process correctly with both persist and checkpoint")
    }
    after {
        sc.stop()
    }
}

„Spark“ maišymo etapo gedimų sprendimas naudojant pažangias tikrinimo metodikas

„Apache Spark“ maišymo operacijos dažnai yra sudėtingos, ypač apdorojant didelius duomenų rinkinius. Kai „Spark“ užduočiai atlikti reikia perskirstyti duomenis, vyksta maišymo procesas, kurio metu duomenys perskirstomi tarp mazgų. Tai būtina apkrovos balansavimui, tačiau gali sukelti dažną klaidą: „maišyti žemėlapio stadiją su neapibrėžta išvestimi“. Problema kyla dėl to, kad „Spark“ priklauso nuo stabilaus maišymo, tačiau dėl bet kokio maišymo etapo neapibrėžtumo darbas sugenda, nes „Spark“ negali visiškai atšaukti ir bandyti iš naujo tų etapų. Pridėjus kontrolinį tašką prie RDD, teoriškai turėtų būti nutraukta priklausomybės linija, o tai padėtų Spark sukurti stabilesnius atkūrimo taškus.

Tačiau paprastas kontrolinis taškas ne visada gali išspręsti šią problemą. Siekdami patikimesnio sprendimo, kūrėjai dažnai derina atkaklumo ir patikrinimo strategijas. Taikydama abu metodus, „Spark“ gali išsaugoti duomenis talpykloje atmintyje arba diske, tačiau vis tiek turėdama apibrėžtą kontrolinį tašką. Tai sumažina kiekvienos maišymo pakopos skaičiavimo apkrovą ir sukuria atsarginę atkūrimo priemonę gedimo atveju. Kad tai veiktų efektyviai, nustatykite StorageLevel.MEMORY_AND_DISK užtikrina, kad „Spark“ turėtų pakankamai išteklių neperkraunant atminties. Pridėjus mapPartitions, kad būtų galima dirbti su kiekvienu skaidiniu atskirai, taip pat išvengiama pakartotinio viso RDD įvertinimo kiekvieną kartą bandant pakartotinai, o tai labai svarbu norint atlikti didelius duomenų apdorojimo darbus. 🚀

Kitas būdas, kurį reikia apsvarstyti, yra naudoti transliavimo kintamąjį, kad būtų galima bendrinti ne RDD duomenis su visais mazgais. Transliacijos kintamieji sumažina tinklo skambučius ir gali padėti optimizuoti maišymo operacijas, kiekvienam mazgui pateikdami vietinę būtinų duomenų kopiją, o ne kiekvieną mazgą pakartotinai prašydami duomenų iš tvarkyklės. Tai ypač naudinga, jei maišymo metu turite informacijos apie skaidinius. Galiausiai, įsisavinus šias „Spark“ kontrolinių taškų nustatymo strategijas, jūsų programos patikimumas ir greitis pastebimai pasikeis.

Pagrindiniai DUK, kaip išspręsti nuolatines kibirkšties tikrinimo klaidas

  1. Kodėl Spark rekomenduoja naudoti checkpointing išspręsti maišymo gedimus?
  2. Kontrolinis taškas nutraukia RDD liniją, o tai padeda išvengti visos linijos perskaičiavimo gedimo atveju, sumažina atminties perkrovą ir pagerina maišymo gedimų toleranciją.
  3. Kaip veikia repartition paveikti Spark darbus?
  4. Perskirstymas perskirsto duomenis ir subalansuoja juos tarp daugiau skaidinių. Nors tai sumažina atminties apkrovą, ji taip pat padidina maišymo operacijas, todėl reikia kruopštaus tikrinimo ar atkaklumo.
  5. Koks skirtumas tarp checkpoint ir persist?
  6. „Checkpointing“ įrašo RDD duomenis į diską, leidžiantį visiškai nutraukti liniją, o nuolatinis duomenų saugojimas atmintyje arba diske laikinai nepažeidžiant linijos. Abu yra naudingi kartu stabilizuoti duomenis.
  7. Kada turėčiau naudoti mapPartitions baigta map Spark darbuose?
  8. „mapPartitions“ yra pageidautina, kai transformuojami visi skaidiniai, nes tai sumažina tinklo sąnaudas apdorojant kiekvieną skaidinį kaip visumą, o tai yra efektyviau nei apdoroti kiekvieną įrašą atskirai.
  9. Kodėl „Spark“ užduotys nepavyksta su „neapibrėžta išvestimi“, nepaisant tikrinimo taško?
  10. Paprastai taip nutinka, jei maišymas priklauso nuo nedeterministinių operacijų arba jei nėra aiškios linijos pjūvio. Persisto naudojimas su kontroliniu tašku arba maišymo pertvarų reguliavimas gali jį sumažinti.
  11. Galima pridėti broadcast variables padėti su Spark shuffle problemomis?
  12. Taip, transliavimo kintamieji optimizuoja duomenų bendrinimą tarp mazgų, sumažindami pakartotinį duomenų gavimą, o tai gali stabilizuoti maišymo operacijas sumažinant tinklo apkrovą.
  13. Kokį vaidmenį atlieka StorageLevel.MEMORY_AND_DISK žaisti „Spark“?
  14. Naudojant MEMORY_AND_DISK, „Spark“ gali saugoti duomenis atmintyje ir, jei reikia, perkelti į diską. Šis nustatymas idealiai tinka dideliems duomenų rinkiniams tvarkyti neišnaudojant atminties išteklių.
  15. Ar yra specialių konfigūracijų, leidžiančių optimizuoti maišymą ir patikros tašką?
  16. Taip, koreguoti spark.sql.shuffle.partitions o MEMORY_AND_DISK naudojimas gali padėti stabilizuoti maišymo procesus atliekant didelius darbus.
  17. Is collect saugu naudoti po perskirstymo?
  18. Tai saugu tik tada, kai galutinis duomenų rinkinys yra mažas. Priešingu atveju gali būti perkrauta atmintis, nes visi duomenys sujungiami į tvarkyklės mazgą. Jei norite gauti daug duomenų, apsvarstykite galimybę naudoti tokius veiksmus kaip foreachPartition.
  19. Kodėl turėčiau apsvarstyti galimybę išbandyti „Spark“ užduotis, susijusias su maišymu?
  20. Įrenginių testai patvirtina „Spark“ transformacijas ir kontrolinių taškų stabilumą įkeliant duomenis, užtikrinant, kad „Spark“ veiktų patikimai net esant skirtingoms konfigūracijoms.

Spark Checkpointing iššūkių sprendimas: pagrindiniai dalykai

Nors „Spark“ patikros taškai yra skirti pagerinti patikimumą, vis tiek gali atsirasti nuolatinių klaidų, jei maišymo operacijos nėra optimizuotos. Sujungimas patikros punktas su atkaklumas ir naudojant tokias konfigūracijas kaip MEMORY_AND_DISK, „Spark“ padeda geriau valdyti duomenis be perkrovų.

Norėdami atlikti stabilius „Spark“ darbus, nepamirškite ištirti papildomų metodų, pvz., transliacijos kintamųjų, perskirstymo derinimo ir vienetų testavimo, kad užtikrintumėte sklandų apdorojimo eigą. Šie metodai pagerina duomenų vientisumą ir efektyvumą, leisdami sėkmingai atlikti „Spark“ užduotis net atliekant sudėtingas duomenų operacijas. 👍

„Spark Checkpointing“ sprendimų šaltiniai ir nuorodos
  1. Paaiškina „Spark“ patikros tašką, patvarumą ir maišymo mechanizmus, kad būtų galima efektyviai valdyti didelius duomenų rinkinius paskirstytoje skaičiavimo aplinkoje: Apache Spark RDD programavimo vadovas .
  2. Išsami informacija apie įprastas „Spark“ klaidas, susijusias su maišymo operacijomis, ir pateikiama įžvalgų, kaip kontrolinis taškas gali padėti sumažinti etapo gedimus: „Spark“ kontrolinių punktų supratimas .
  3. Siūlomos gairės, kaip derinti „Spark“ patvarumą ir saugojimo lygius, įskaitant MEMORY_AND_DISK saugyklos privalumus, skirtus didelio masto RDD apdorojimui: Efektyviai sureguliuoja kibirkšties patvarumą .