十、Kafka 与Spark的集成

在本章中，我们将讨论如何将Apache Kafka与Spark Streaming API集成。

关于Spark

Spark Streaming API支持实时数据流的可扩展，高吞吐量，容错流处理。数据可以从诸如Kafka，Flume，Twitter等许多源中提取，并且可以使用复杂的算法来处理，例如地图，缩小，连接和窗口等高级功能。最后，处理的数据可以推送到文件系统，数据库和活动仪表板。弹性分布式数据集(RDD)是Spark的基本数据结构。它是一个不可变的分布式对象集合。 RDD中的每个数据集划分为逻辑分区，可以在集群的不同节点上计算。

与Spark集成

Kafka是Spark流式传输的潜在消息传递和集成平台。 Kafka充当实时数据流的中心枢纽，并使用Spark Streaming中的复杂算法进行处理。一旦数据被处理，Spark Streaming可以将结果发布到另一个Kafka主题或存储在HDFS，数据库或仪表板中。下图描述了概念流程。

现在，让我们详细了解Kafka-Spark API。

SparkConf API

它表示Spark应用程序的配置。用于将各种Spark参数设置为键值对。

SparkConf 类有以下方法 –

set(string key，string value) - 设置配置变量。
remove(string key) - 从配置中移除密钥。
setAppName(string name) - 设置应用程序的应用程序名称。
get(string key) - get key

StreamingContext API

这是Spark功能的主要入口点。 SparkContext表示到Spark集群的连接，可用于在集群上创建RDD，累加器和广播变量。签名的定义如下所示。

public StreamingContext(String master, String appName, Duration batchDuration, 
   String sparkHome, scala.collection.Seq<String> jars, 
   scala.collection.Map<String,String> environment)

主 - 要连接的群集网址(例如mesos:// host:port，spark:// host:port，local [4])。
appName - 作业的名称，以显示在集群Web UI上
batchDuration - 流式数据将被分成批次的时间间隔

public StreamingContext(SparkConf conf, Duration batchDuration)

通过提供新的SparkContext所需的配置创建StreamingContext。

conf - Spark参数
batchDuration - 流式数据将被分成批次的时间间隔

KafkaUtils API

KafkaUtils API用于将Kafka集群连接到Spark流。此API具有如下定义的显着方法 createStream 。

public static ReceiverInputDStream<scala.Tuple2<String,String>> createStream(
   StreamingContext ssc, String zkQuorum, String groupId,
   scala.collection.immutable.Map<String,Object> topics, StorageLevel storageLevel)

上面显示的方法用于创建从Kafka Brokers提取消息的输入流。

ssc - StreamingContext对象。
zkQuorum - Zookeeper quorum。
groupId - 此消费者的组ID。
主题 - 返回要消费的主题的地图。
storageLevel - 用于存储接收的对象的存储级别。

KafkaUtils API有另一个方法createDirectStream，用于创建一个输入流，直接从Kafka Brokers拉取消息，而不使用任何接收器。这个流可以保证来自Kafka的每个消息都包含在转换中一次。

示例应用程序在Scala中完成。要编译应用程序，请下载并安装 sbt ，scala构建工具(类似于maven)。主要应用程序代码如下所示。

import java.util.HashMap
import org.apache.kafka.clients.producer.{KafkaProducer, ProducerConfig, Produc-erRecord}
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.streaming._
import org.apache.spark.streaming.kafka._
object KafkaWordCount {
   def main(args: Array[String]) {
      if (args.length < 4) {
         System.err.println("Usage: KafkaWordCount <zkQuorum><group> <topics> <numThreads>")
         System.exit(1)
      }
      val Array(zkQuorum, group, topics, numThreads) = args
      val sparkConf = new SparkConf().setAppName("KafkaWordCount")
      val ssc = new StreamingContext(sparkConf, Seconds(2))
      ssc.checkpoint("checkpoint")
      val topicMap = topics.split(",").map((_, numThreads.toInt)).toMap
      val lines = KafkaUtils.createStream(ssc, zkQuorum, group, topicMap).map(_._2)
      val words = lines.flatMap(_.split(" "))
      val wordCounts = words.map(x => (x, 1L))
         .reduceByKeyAndWindow(_ &plus; _, _ - _, Minutes(10), Seconds(2), 2)
      wordCounts.print()
      ssc.start()
      ssc.awaitTermination()
   }

构建脚本

spark-kafka集成取决于Spark，Spark流和Spark与Kafka的集成jar。创建一个新文件 build.sbt ，并指定应用程序详细信息及其依赖关系。在编译和打包应用程序时， sbt 将下载所需的jar。

name := "Spark Kafka Project"
version := "1.0"
scalaVersion := "2.10.5"
libraryDependencies += "org.apache.spark" %% "spark-core" % "1.6.0"
libraryDependencies += "org.apache.spark" %% "spark-streaming" % "1.6.0"
libraryDependencies += "org.apache.spark" %% "spark-streaming-kafka" % "1.6.0"

编译/包装

运行以下命令以编译和打包应用程序的jar文件。我们需要将jar文件提交到spark控制台以运行应用程序。

sbt package

提交到Spark

启动Kafka Producer CLI(在上一章中解释)，创建一个名为 my-first-topic 的新主题，并提供一些样本消息，如下所示。

Another spark test message

运行以下命令将应用程序提交到spark控制台。

/usr/local/spark/bin/spark-submit --packages org.apache.spark:spark-streaming
-kafka_2.10:1.6.0 --class "KafkaWordCount" --master local[4] target/scala-2.10/spark
-kafka-project_2.10-1.0.jar localhost:2181 <group name> <topic name> <number of threads>

此应用程序的示例输出如下所示。

spark console messages ..
(Test,1)
(spark,1)
(another,1)
(message,1)
spark console message ..