用户定义的标量函数 - Python

本文包含 Python 用户定义函数 (UDF) 示例。 其中介绍了如何注册 UDF、如何调用 UDF，并提供有关 Spark SQL 中子表达式求值顺序的注意事项。

在 Databricks Runtime 14.0 及更高版本中，可以使用 Python 用户定义的表函数 (UDTF) 来注册返回整个关系而不是标量值的函数。 请参阅什么是 Python 用户定义的表函数？。

将函数注册为 UDF

def squared(s):
  return s * s
spark.udf.register("squaredWithPython", squared)

可以选择设置 UDF 的返回类型。 默认返回类型为 StringType。

from pyspark.sql.types import LongType
def squared_typed(s):
  return s * s
spark.udf.register("squaredWithPython", squared_typed, LongType())

在 Spark SQL 中调用 UDF

spark.range(1, 20).createOrReplaceTempView("test")

%sql select id, squaredWithPython(id) as id_squared from test

将 UDF 与数据帧配合使用

from pyspark.sql.functions import udf
from pyspark.sql.types import LongType
squared_udf = udf(squared, LongType())
df = spark.table("test")
display(df.select("id", squared_udf("id").alias("id_squared")))

另外，还可以使用注释语法声明同一 UDF：

from pyspark.sql.functions import udf
@udf("long")
def squared_udf(s):
  return s * s
df = spark.table("test")
display(df.select("id", squared_udf("id").alias("id_squared")))

计算顺序和 NULL 检查

Spark SQL（包括 SQL、数据帧和数据集 API）不保证子表达式的计算顺序。 具体而言，运算符或函数的输入不一定按从左到右的顺序或任何其他固定顺序进行计算。 例如，逻辑 AND 和 OR 表达式没有从左到右的“短路”语义。

因此，依赖于布尔表达式计算的副作用或顺序以及 WHERE 和 HAVING 子句的顺序是危险的，因为在查询优化和规划过程中，这些表达式和子句可能重新排序。 具体而言，如果 UDF 依赖于 SQL 中的短路语义进行 NULL 检查，则不能保证在调用 UDF 之前执行 NULL 检查。 例如，

spark.udf.register("strlen", lambda s: len(s), "int")
spark.sql("select s from test1 where s is not null and strlen(s) > 1") # no guarantee

这个 WHERE 子句并不保证在筛选掉 NULL 后调用 strlen UDF。

若要执行正确的 NULL 检查，建议执行以下操作之一：

• 使 UDF 自身能够识别 NULL，在 UDF 自身内部进行 NULL 检查
• 使用 IF 或 CASE WHEN 表达式来执行 NULL 检查并在条件分支中调用 UDF

spark.udf.register("strlen_nullsafe", lambda s: len(s) if not s is None else -1, "int")
spark.sql("select s from test1 where s is not null and strlen_nullsafe(s) > 1") // ok
spark.sql("select s from test1 where if(s is not null, strlen(s), null) > 1")   // ok