SparkSQL内核解析

Stella981
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从SQL到RDD

// 创建SparkSession类。从2.0开始逐步替代SparkContext称为Spark应用入口

SQL转换步骤

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实际转换过程

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InternalRow体系

用来表示一行数据的类,根据下标来访问和操作元素,其中每一列都是Catalyst内部定义的数据类型;物理算子树产生和转换的RDD类型为RDD[InternalRow];

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  • BaseGenericInternalRow 实现了InternalRow中所有定义的get类型方法,通过调用此类定义的genericGet虚函数进行,实现在下级子类中

  • GenericInternalRow 构造参数是Array[Any],采用对象数据进行底层存储,不允许通过set进行改变

  • SpecificInternalRow 构造函数是Array[MutableValue] ,运行通过set进行修改

  • MutableUnsafeRow 用来支持对特定列数据进行修改

  • JoinedRow 用户Join操作,将两个InternalRow放在一起形成新的InternalRow

  • UnsafeRow 不采用Java对象存储方式,避免GC的开销。同时对行数据进行特殊编码使得更高效(Tungsten计划)。

TreeNode体系

TreeNode是SparkSQL中所有树节点的基类,定义了通用集合操作和树遍历接口

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  • Expression是Catalyst的表达式体系

  • QueryPlan下包含逻辑算子树和物理执行算子树两个子类

Catalyst还提供了节点位置功能,根据TreeNode定位到对应SQL字串中的位置,方便Debug

Expression体系

一般指不需要触发执行引擎也能直接计算的单元,如四则运算,逻辑、转换、过滤等。主要定义5个方面的操作:

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Expression也是TreeNode 的子类,因此可以调用所有TreeNpde方法,也能通过多级Expression组成复杂表达式。下面列举常用Expression:

  • Nondeterministic接口(deterministic=false;foldable=false 具有不确定性的Expression,如Rand())

  • Unevaluable接口 非可执行表达式,调用eval会抛出异常。主要用于未被逻辑计划解析或优化的表达式

  • CodegenFallback接口 不支持代码生成的表达式,一般用于第三方实现的无法生成Java代码的表达式(如Hive的UDF),在接口中实现具体调用方法

  • LeafExpression 叶子节点类型的表达式,不包含任何子节点,如Star,CurrentData

  • UnaryExpression 一元类型表达式,输入涉及一个子节点,如Abs

  • BinaryExpression 二元类型表达式

  • TernaryExpression 三元类型表达式

内部数据系统

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