一、Spark概述

Spark基础概念和原理讲解可以参考我上篇博文：大数据Hadoop之——计算引擎Spark

二、Spark的运行模式

1）Standalone（本章讲解）

独立模式，自己独立一套集群(master/client/slave)，Spark 原生的简单集群管理器， 自带完整的服务， 可单独部署到一个集群中，无需依赖任何其他资源管理系统， 使用 Standalone 可以很方便地搭建一个集群，一般在公司内部没有搭建其他资源管理框架的时候才会使用。缺点：资源不利于充分利用

2）Mesos

一个强大的分布式资源管理框架，它允许多种不同的框架部署在其上，包括 yarn，由于mesos这种方式目前应用的比较少，这里没有记录mesos的部署方式。

3）YARN（推荐）

统一的资源管理机制， 在上面可以运行多套计算框架， 如map reduce、storm，spark、flink 等， 根据 driver 在集群中的位置不同，分为 yarn client 和 yarn cluster，其实本质就是drive不同。企业里用得最多的一种模式。这种模式环境部署，已经在大数据Hadoop之——计算引擎Spark博文中讲过，这里就不重复了。

• yarn Client模式：Driver运行在本地，适合交互调试
• yarn Cluster模式：Driver运行在集群（AM），正式提交任务的模式（remote）

4）K8S（新模式）

K8S 是 Spark 上全新的集群管理和调度系统。由于在实际生产环境下使用的绝大多数的集群管理器是 ON YARN模式，因此我们目前最主要还是关注ON YARN模式，ON K8S模式了解就行，有兴趣的小伙伴可以试试，工作模式如下图所示：

Spark 的运行模式取决于传递给 SparkContext 的 MASTER 环境变量的值， 个别模式还需要辅助的程序接口来配合使用，目前支持的 Master 字符串及 URL 包括：

--deploy-mode：是否将驱动程序（driver）部署在工作节点（cluster）上，或作为外部客户机（client）本地部署（默认值：client）。

Master URL	含义
local	在本地运行，只有一个工作进程，无并行计算能力
local[K]	在本地运行，有 K 个工作进程，通常设置 K 为机器的CPU 核心数量
local[*]	在本地运行，工作进程数量等于机器的 CPU 核心数量。
spark://HOST:PORT	以 Standalone 模式运行，这是 Spark 自身提供的集群运行模式，默认端口号: 7077
mesos://HOST:PORT	在 Mesos 集群上运行，Driver 进程和 Worker 进程运行在 Mesos 集群上，部署模式必须使用固定值:--deploy-mode cluster
yarn	在yarn集群上运行，依赖于hadoop集群，yarn资源调度框架，将应用提交给yarn，在ApplactionMaster（相当于Stand alone模式中的Master）中运行driver，在集群上调度资源，开启excutor执行任务。
k8s	在k8s集群上运行

三、Standalone 模式运行机制

Standalone 集群有四个重要组成部分， 分别是：

• Driver： 是一个进程，我们编写的 Spark 应用程序就运行在 Driver 上， 由Driver 进程执行；
• Master：是一个进程，主要负责资源的调度和分配，并进行集群的监控等职责；
• Worker：是一个进程，一个 Worker 运行在集群中的一台服务器上，主要负责两个职责，一个是用自己的内存存储 RDD 的某个或某些 partition；另一个是启动其他进程和线程（Executor） ，对 RDD 上的 partition 进行并行的处理和计算。
• Executor：是一个进程， 一个 Worker 上可以运行多个 Executor， Executor 通过启动多个线程（ task）来执行对 RDD 的 partition 进行并行计算，也就是执行我们对 RDD 定义的例如 map、flatMap、reduce 等算子操作。

1）Standalone Client 模式

• 在Standalone Client模式下，Driver在任务提交的本地机器上运行，
• Driver启动后向Master注册应用程序，Master根据submit脚本的资源需求找到内部资源至少可以启动一个Executor的所有Worker，
• 然后在这些Worker之间分配Executor，Worker上的Executor启动后会向Driver反向注册，所有的Executor注册完成后，
• Driver开始执行main函数，之后执行到Action算子时，开始划分stage，每个stage生成对应的taskSet，之后将task分发到各个Executor上执行。

2）Standalone Cluster 模式

• 在 Standalone Cluster 模式下，任务提交后，Master 会找到一个 Worker 启动 Driver进程，
• Driver 启动后向 Master 注册应用程序，
• Master 根据 submit 脚本的资源需求找到内部资源至少可以启动一个 Executor 的所有 Worker，
• 然后在这些 Worker 之间分配 Executor，Worker 上的 Executor 启动后会向 Driver 反向注册，
• 所有的 Executor 注册完成后，Driver 开始执行 main 函数，之后执行到 Action 算子时，开始划分 stage，每个 stage 生成对应的 taskSet，之后将 task 分发到各个 Executor 上执行。

【 注意】Standalone的两种模式下（client/Cluster），Master在接到Driver注册Spark应用程序的请求后，会获取其所管理的剩余资源能够启动一个Executor的所有Worker，然后在这些Worker之间分发Executor，此时的分发只考虑Worker上的资源是否足够使用，直到当前应用程序所需的所有Executor都分配完毕，Executor反向注册完毕后，Driver开始执行main程序。

四、Spark 集群安装（Standalone）

1）机器及角色划分

机器IP	机器名	节点类型
192.168.0.113	hadoop-node1	Master/Worker
192.168.0.114	hadoop-node2	Worker
192.168.0.115	hadoop-node3	Worker

2）三台机器安装JDK环境

之前安装Hadoop集群的时候已经安装过了，这里就略过了，不清楚的可以参考我之前的文章：大数据Hadoop原理介绍+安装+实战操作（HDFS+YARN+MapReduce）

3）下载

Spark下载地址：http://spark.apache.org/downloads.html

这里需要注意版本，我的hadoop版本是3.3.1，这里spark就下载最新版本的3.2.0，而Spark3.2.0依赖的Scala的2.13，所以后面用到Scala编程时注意Scala的版本。

$ cd /opt/bigdata/hadoop/software
# 下载
$ wget https://dlcdn.apache.org/spark/spark-3.2.0/spark-3.2.0-bin-hadoop3.2.tgz
# 解压
$ tar -zxvf spark-3.2.0-bin-hadoop3.2.tgz -C /opt/bigdata/hadoop/server/
# 修改安装目录名称
$ cp -r /opt/bigdata/hadoop/server/spark-3.2.0-bin-hadoop3.2 /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2

4）配置spark

1、配置slaves文件

$ cd /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/conf
$ cp workers.template workers
# slaves文件内容如下：
hadoop-node1
hadoop-node2
hadoop-node3

hadoop-node1即是master，也是worker

2、配置spark-env.sh

$ cd /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/conf
# 创建data目录（所有节点都得创建这个目录）
$ mkdir -p /opt/bigdata/hadoop/data/spark-standalone
# copy一份环境变量文件
$ cp spark-env.sh.template spark-env.sh
# 加入以下内容：
export SPARK_MASTER_HOST=hadoop-node1
export SPARK_LOCAL_DIRS=/opt/bigdata/hadoop/data/spark-standalone

3、配置spark-defaults.conf
这里不做修改，如果需要修改，自行修改就行，默认端口7077

$ cp spark-defaults.conf.template spark-defaults.conf
$ cat spark-defaults.conf

5）将配置好的包copy另外两台集群

$ scp -r spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2 hadoop-node2:/opt/bigdata/hadoop/server/
$ scp -r spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2 hadoop-node3:/opt/bigdata/hadoop/server/

5）启动

1、启动Master（在hadoop-node1节点上执行）

$ cd /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/sbin
$ ./start-master.sh
# 查看进程端口，spark master web ui 默认端口为8080
$ ss -tnlp|grep :8080
# 如果端口冲突，修改start-master.sh脚本里的端口即可
$ grep SPARK_MASTER_WEBUI_PORT start-master.sh

访问spark master web ui：http://hadoop-node1:8080

2、启动Worker节点（在所有节点上都执行）

$ cd /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/sbin
$ ./start-worker.sh spark://hadoop-node1:7077

五、测试验证

spark-submit 详细参数说明

参数名	参数说明
--master	master 的地址，提交任务到哪里执行，例如 spark://host:port, yarn, local
--deploy-mode	在本地 (client) 启动 driver 或在 cluster 上启动，默认是 client
--class	应用程序的主类，仅针对 java 或 scala 应用
--name	应用程序的名称
--jars	用逗号分隔的本地 jar 包，设置后，这些 jar 将包含在 driver 和 executor 的 classpath 下
--packages	包含在driver 和executor 的 classpath 中的 jar 的 maven 坐标
--exclude-packages	为了避免冲突 而指定不包含的 package
--repositories	远程 repository
--conf PROP=VALUE	指定 spark 配置属性的值， 例如 -conf spark.executor.extraJavaOptions="-XX:MaxPermSize=256m"
--properties-file	加载的配置文件，默认为 conf/spark-defaults.conf
--driver-memory	Driver内存，默认 1G
--driver-java-options	传给 driver 的额外的 Java 选项
--driver-library-path	传给 driver 的额外的库路径
--driver-class-path	传给 driver 的额外的类路径
--driver-cores	Driver 的核数，默认是1。在 yarn 或者 standalone 下使用
--executor-memory	每个 executor 的内存，默认是1G
--total-executor-cores	所有 executor 总共的核数。仅仅在 mesos 或者 standalone 下使用
--num-executors	启动的 executor 数量。默认为2。在 yarn 下使用
--executor-core	每个 executor 的核数。在yarn或者standalone下使用

1）driver client模式（--deploy-mode client）

$ cd /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/bin
$ ./spark-submit \
--class org.apache.spark.examples.SparkPi \
--master spark://hadoop-node1:7077 \
--deploy-mode client \
--driver-memory 1G \
--executor-memory 1G \
--total-executor-cores 2 \
--executor-cores 1 \
/opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/examples/jars/spark-examples_2.12-3.2.0.jar 10

这种模式运行结果，直接在客户端显示出来了。

2）driver cluster模式（--deploy-mode cluster）

$ cd /opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/bin
$ ./spark-submit \
--class org.apache.spark.examples.SparkPi \
--master spark://hadoop-node1:7077 \
--deploy-mode cluster \
--driver-memory 1G \
--executor-memory 1G \
--total-executor-cores 2 \
--executor-cores 1 \
/opt/bigdata/hadoop/server/spark-standalone-3.2.0-bin-hadoop3.2/examples/jars/spark-examples_2.12-3.2.0.jar 10

这种模式基本上没什么输出信息，需要登录web页面查看

查看driver日志信息

最终在driver日志里查看运行结果了。

【温馨提示】目前企业里用的最多的模式还是on yarn模式，Standalone模式了解就行。