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Stage 与 Task

Stage(阶段)

Stage是Spark中计算的基本调度单元,是由一系列可以并行执行的任务(Task)组成的。一个Spark作业(Job)会被划分为多个Stage,Stage之间的划分依据是RDD之间的依赖关系,特别是宽依赖(wide dependency)。

Stage的关键点

  1. 划分依据

    • 当RDD之间存在窄依赖时(如map()filter()等),这些操作可以放在同一个Stage内,因为这些操作不会触发shuffle。
    • 当RDD之间存在宽依赖时(如reduceByKey()join()等),由于宽依赖需要跨分区的数据传输,Spark会在宽依赖处划分新的Stage,并执行shuffle操作。
  2. Stage类型

    • ShuffleMapStage:负责计算中间数据并进行shuffle,这类Stage的输出将被存储并用于后续的Stage。
    • ResultStage:直接生成最终结果的Stage,通常是在执行Action操作时生成的,如collect()count()
  3. 执行顺序

    • Stage的执行是有顺序的,前面的Stage必须完成之后,才能执行后续的Stage,特别是当涉及shuffle操作时。

Stage的作用

  • 提供并行执行的单元,将复杂的计算拆分为多个步骤。
  • 管理宽依赖之间的数据shuffle操作。
  • 提供任务调度和重试机制,在发生错误时可以从失败的Stage开始重新执行。

Task(任务)

Task是Spark中最小的执行单位。每个Task负责处理RDD中的一个分区的数据。一个Stage由多个Task组成,每个Task在集群中的不同Executor节点上并行执行。

Task的关键点

  1. Task的生成

    • Spark会根据RDD的分区数量来生成Task,一个RDD的每个分区都会对应一个Task。
    • 当执行一个Stage时,Spark会将这个Stage中的计算逻辑应用到每个分区上,并为每个分区生成一个Task。
  2. Task的类型

    • ShuffleMapTask:用于生成中间数据的任务,通常伴随着shuffle操作,将数据分配给后续的Stage。
    • ResultTask:用于生成最终结果的任务,它将执行结果返回给Driver端。
  3. 并行执行

    • Task可以并行运行,具体的并行度由RDD的分区数决定。分区数越多,Task的并行度就越高。
  4. Task的容错机制

    • 如果Task执行失败,Spark会自动重新调度并在其他节点上重新执行该Task。Task的失败不会影响整个Job,只需要重新执行失败的Task。

Task的作用

  • 将RDD分区上的计算逻辑应用到实际数据上。
  • 并行执行计算任务以充分利用集群的计算资源。
  • 提供失败重试的容错机制。

Stage 与 Task 的关系

  1. 包含关系

    • 一个Stage由多个Task组成,每个Task负责处理RDD的一个分区。因此,Stage与Task的关系是一对多的,一个Stage通常包含多个Task,所有Task并行执行。
  2. 执行关系

    • Stage被划分出来后,Spark会为每个Stage生成多个Task,集群中的每个Executor节点会运行这些Task,并行处理RDD中的分区数据。
    • 当一个Stage内的所有Task执行完毕后,整个Stage才算完成。此时,如果存在后续的Stage(比如宽依赖),Spark会开始执行下一个Stage。
  3. 调度关系

    • Stage是任务调度的基本单元,Task是执行的最小单元。
    • Spark调度器会将Stage中的Task分配到集群中的不同节点上,Task在Executor上执行。所有的Task完成后,Stage才会结束。
    • 如果某个Task执行失败,只需要重新执行该Task,而不需要重新执行整个Stage。
  4. 执行顺序

    • Spark会根据DAG的拓扑顺序执行各个Stage,Stage之间的顺序依赖于RDD的宽依赖和窄依赖关系。每个Stage中的Task是并行执行的。
    • 当一个Stage完成后,后续Stage的Task才会被调度并执行。

总结

  • Stage 是Spark中的调度单元,是由一系列Transformation操作和可以并行执行的Task构成的。
  • Task 是执行单元,每个Task处理RDD的一个分区。
  • 一个Stage包含多个Task,Task之间并行执行。当一个Stage完成后,Spark会根据依赖关系决定是否启动下一个Stage。