SparkR 概述

项目
10/21/2024

SparkR 是一个 R 包，它提供轻型前端来使用 R 中的 Apache Spark。SparkR 还支持使用 MLlib 的分布式机器学习。

SparkR 函数参考

可以在 spark.apache.org 上找到最新的 SparkR 函数参考。

导入 SparkR 包后，还可以在 R 笔记本或 RStudio 中查看函数帮助。

嵌入式 R 文档

笔记本中的 SparkR

对于 Spark 2.0 及更高版本，无需将 sqlContext 对象显式传递给每个函数调用。
对于 Spark 2.2 及更高版本，默认情况下，笔记本不再导入 SparkR，因为 SparkR 函数与其他常用包中名称类似的函数冲突。若要使用 SparkR，你可以在笔记本中调用 library(SparkR)。已配置 SparkR 会话，并且所有 SparkR 函数都将使用现有会话与连接的群集通信。

spark-submit 作业中的 SparkR

你可以运行在 Azure Databricks 上使用 SparkR 作为 spark-submit 作业的脚本，只需进行少量代码修改。

创建 SparkR 数据帧

可以从本地 R data.frame、数据源或使用 Spark SQL 查询创建数据帧。

从本地 R `data.frame` 创建数据帧

创建数据帧最简单的方法是将本地 R data.frame 转换为 SparkDataFrame。具体来说，我们可以使用 createDataFrame，并传入本地 R data.frame 以创建 SparkDataFrame。与大多数其他 SparkR 函数一样，Spark 2.0 中的 createDataFrame 语法有所变化。可以在以下代码片段中查看此语法的示例。有关更多示例，请参阅 createDataFrame。

library(SparkR)
df <- createDataFrame(faithful)

# Displays the content of the DataFrame to stdout
head(df)

使用数据源 API 创建数据帧

从数据源创建数据帧的常规方法是 read.df。此方法需要获取要加载的文件的路径和数据源的类型。 SparkR 支持原生读取 CSV、JSON、文本和 Parquet 文件。

library(SparkR)
diamondsDF <- read.df("/databricks-datasets/Rdatasets/data-001/csv/ggplot2/diamonds.csv", source = "csv", header="true", inferSchema = "true")
head(diamondsDF)

SparkR 会自动从 CSV 文件推断架构。

使用 Spark 包添加数据源连接器

通过 Spark 包，可以找到常用文件格式（如 Avro）的数据源连接器。例如，使用 spark-avro 包加载 Avro 文件。 spark-avro 包的可用性取决于群集的版本。请参阅 Avro 文件。

首先获取现有 data.frame，将其转换为 Spark 数据帧，并将其另存为 Avro 文件。

require(SparkR)
irisDF <- createDataFrame(iris)
write.df(irisDF, source = "com.databricks.spark.avro", path = "dbfs:/tmp/iris.avro", mode = "overwrite")

验证 Avro 文件是否已保存：

%fs ls /tmp/iris.avro

现在再次使用 spark-avro 包读回数据。

irisDF2 <- read.df(path = "/tmp/iris.avro", source = "com.databricks.spark.avro")
head(irisDF2)

数据源 API 还可用于将数据帧保存为多种文件格式。例如，可以使用 write.df 将上一个示例中的数据帧保存到 Parquet 文件。

write.df(irisDF2, path="dbfs:/tmp/iris.parquet", source="parquet", mode="overwrite")

%fs ls dbfs:/tmp/iris.parquet

从 Spark SQL 查询创建数据帧

还可以使用 Spark SQL 查询创建 SparkR 数据帧。

# Register earlier df as temp view
createOrReplaceTempView(irisDF2, "irisTemp")

# Create a df consisting of only the 'species' column using a Spark SQL query
species <- sql("SELECT species FROM irisTemp")

species 是 SparkDataFrame。

数据帧操作

Spark 数据帧支持多种函数来进行结构化数据处理。下面是一些基本示例。你可以在 API 文档中找到完整列表。

选择行和列

# Import SparkR package if this is a new notebook
require(SparkR)

# Create DataFrame
df <- createDataFrame(faithful)

# Select only the "eruptions" column
head(select(df, df$eruptions))

# You can also pass in column name as strings
head(select(df, "eruptions"))

# Filter the DataFrame to only retain rows with wait times shorter than 50 mins
head(filter(df, df$waiting < 50))

分组和聚合

Spark 数据帧支持多种常用函数，用于在分组后聚合数据。例如，你可以计算每个等待时间在保真数据集中出现的次数。

head(count(groupBy(df, df$waiting)))

# You can also sort the output from the aggregation to get the most common waiting times
waiting_counts <- count(groupBy(df, df$waiting))
head(arrange(waiting_counts, desc(waiting_counts$count)))

列操作

SparkR 提供了许多函数，这些函数可直接应用于列以进行数据处理和聚合。以下示例演示基本算术函数的用法。

# Convert waiting time from hours to seconds.
# You can assign this to a new column in the same DataFrame
df$waiting_secs <- df$waiting * 60
head(df)

机器学习

SparkR 公开大多数 MLLib 算法。实际上，SparkR 使用 MLlib 来训练模型。

以下示例演示如何使用 SparkR 来生成 gaussian GLM 模型。若要运行线性回归，请将系列设置为 "gaussian"。若要运行逻辑回归，请将系列设置为 "binomial"。当使用 SparkML GLM 时，SparkR 会自动对分类特征进行独热编码，因此不需要手动执行此操作。除了 String 和 Double 类型特征以外，还可以针对 MLlib 矢量特征进行拟合，以与其他 MLlib 组件兼容。

# Create the DataFrame
df <- createDataFrame(iris)

# Fit a linear model over the dataset.
model <- glm(Sepal_Length ~ Sepal_Width + Species, data = df, family = "gaussian")

# Model coefficients are returned in a similar format to R's native glm().
summary(model)

有关教程，请参阅教程：使用 glm 分析数据。

有关其他示例，请参阅使用 R 中的 DataFrames 和表。

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