SparkStreaming之03：容错、语义、整合kafka、Exactly-Once、ScalikeJDBC

一 、要点

⭐️4.1 SparkStreaming容错

4.1.1 SparkStreaming运行流程

4.1.2 如果Executor失败？

⭐️Tasks和Receiver自动的重启，不需要做任何的配置

⭐️4.1.3 如果Driver失败？

利用checkpoint机制应对driver的异常；

1、在资源调度环境中启动driver重启机制；2、代码中设置checkpoint目录存到hdfs；

用checkpoint机制恢复失败的Driver

定期的将Driver信息写入到HDFS中。

步骤一：设置自动重启Driver程序

Standalone：

在spark-submit中增加以下两个参数：

–deploy-mode cluster

–supervise

Yarn：

在spark-submit中增加以下参数：

–deploy-mode cluster

在yarn配置中设置yarn.resourcemanager.am.max-attemps

Mesos：

Marathon 可以重启 Mesos应用

步骤二：设置HDFS的checkpoint目录

streamingContext.setCheckpoint(hdfsDirectory)

步骤三：代码实现

// Function to create and setup a new StreamingContext
def functionToCreateContext(): StreamingContext = {val ssc = new StreamingContext(...)   // new contextval lines = ssc.socketTextStream(...) // create DStreams...ssc.checkpoint(checkpointDirectory)   // set checkpoint directoryssc
}// Get StreamingContext from checkpoint data or create a new one
val context = StreamingContext.getOrCreate(checkpointDirectory, functionToCreateContext _)// Do additional setup on context that needs to be done,
// irrespective of whether it is being started or restarted
context. ...// Start the context
context.start()
context.awaitTermination()

4.1.4 数据丢失如何处理

利用WAL把数据写入到HDFS中

1、代码中设置checkpoint目录；2、spark开启WAL预写日志；

3、启动reliable receiver，完成wal预写才算完成消费；4、StorageLevel.MEMORY_AND_DISK_SER可以取消备份

步骤一：设置checkpoint目录

streamingContext.setCheckpoint(hdfsDirectory)

步骤二：开启WAL日志（Write Ahead Log 预写日志）

sparkConf.set(“spark.streaming.receiver.writeAheadLog.enable”, “true”)

步骤三：需要reliable receiver

当数据写完了WAL后，才告诉数据源数据已经消费，对于没有告诉数据源的数据，可以从数据源中重新消费数据

步骤四：取消备份

使用StorageLevel.MEMORY_AND_DISK_SER来存储数据源，不需要后缀为2的策略了，因为HDFS已经是多副本了。

Reliable Receiver : 当数据接收到，并且已经备份存储后，再发送回执给数据源

Unreliable Receiver : 不发送回执给数据源

🌟WAL

WAL使用在文件系统和数据库中用于数据操作的持久性，先把数据写到一个持久化的日志中，然后对数据做操作，如果操作过程中系统挂了，恢复的时候可以重新读取日志文件再次进行操作。

对于像kafka和flume这些使用接收器来接收数据的数据源。接收器作为一个长时间的任务运行在executor中，负责从数据源接收数据，如果数据源支持的话，向数据源确认接收到数据，然后把数据存储在executor的内存中，然后driver在exector上运行任务处理这些数据。

如果wal启用了，所有接收到的数据会保存到一个日志文件中去（HDFS), 这样保存接收数据的持久性，此外，如果只有在数据 写入到log中之后接收器才向数据源确认，这样drive重启后那些保存在内存中但是没有写入到log中的数据将会重新发送，这两点保证的数据的无丢失。

⭐️4.1.5 当一个task很慢容错

开启推测机制：

spark.speculation=true，每隔一段时间来检查有哪些正在运行的task需要重新调度（spark.speculation.interval=100ms），

假设总的task有10个，成功的task的数量 > 0.75 * 10（spark.speculation.quantile=0.75），

正在运行的task的运行时间 > 1.5 * 成功运行task的平均时间（spark.speculation.multiplier=1.5），

则这个正在运行的task需要重新等待调度。

⭐️4.2 SparkSreaming语义

有三种语义：

1、At most once 一条记录要么被处理一次，要么没有被处理

2、At least once 一条记录可能被处理一次或者多次，可能会重复处理

3、Exactly once 一条记录只被处理一次

4.3 SparkStreaming与Kafka整合

SparkStreaming整合Kafka官方文档

4.3.1 方式一：Receiver-based Approach（不推荐使用）

此方法使用Receiver接收数据。Receiver是使用Kafka高级消费者API实现的。与所有接收器一样，从Kafka通过Receiver接收的数据存储在Spark执行器中，然后由Spark Streaming启动的作业处理数据。但是，在默认配置下，此方法可能会在失败时丢失数据（请参阅接收器可靠性。为确保零数据丢失，必须在Spark Streaming中另外启用Write Ahead Logs（在Spark 1.2中引入）。这将同步保存所有收到的Kafka将数据写入分布式文件系统（例如HDFS）上的预写日志，以便在发生故障时可以恢复所有数据，但是性能不好。

pom.xml文件添加如下：

 groupId = org.apache.sparkartifactId = spark-streaming-kafka-0-8_2.11version = 2.3.3

核心代码：

 import org.apache.spark.streaming.kafka._val kafkaStream = KafkaUtils.createStream(streamingContext,[ZK quorum], [consumer group id], [per-topic number of Kafka partitions to consume])

⭐️ 4.3.2 方式二： Direct Approach (No Receivers)

这种新的不基于Receiver的直接方式，是在Spark 1.3中引入的，从而能够确保更加健壮的机制。替代掉使用Receiver来接收数据后，这种方式会周期性地查询Kafka，来获得每个topic+partition的最新的offset，从而定义每个batch的offset的范围。当处理数据的job启动时，就会使用Kafka的简单consumer api来获取Kafka指定offset范围的数据。
这种方式有如下优点：
1、简化并行读取：如果要读取多个partition，不需要创建多个输入DStream然后对它们进行union操作。Spark会创建跟Kafka partition一样多的RDD partition，并且会并行从Kafka中读取数据。所以在Kafka partition和RDD partition之间，有一个一对一的映射关系。
2、高性能：如果要保证零数据丢失，在基于receiver的方式中，需要开启WAL机制。这种方式其实效率低下，因为数据实际上被复制了两份，Kafka自己本身就有高可靠的机制，会对数据复制一份，而这里又会复制一份到WAL中。而基于direct的方式，不依赖Receiver，不需要开启WAL机制，只要Kafka中作了数据的复制，那么就可以通过Kafka的副本进行恢复。
3、一次且仅一次的事务机制：
基于receiver的方式，是使用Kafka的高阶API来在ZooKeeper中保存消费过的offset的。这是消费Kafka数据的传统方式。这种方式配合着WAL机制可以保证数据零丢失的高可靠性，但是却无法保证数据被处理一次且仅一次，可能会处理两次。因为Spark和ZooKeeper之间可能是不同步的。
4、降低资源。
Direct不需要Receivers，其申请的Executors全部参与到计算任务中；而Receiver-based则需要专门的Receivers来读取Kafka数据且不参与计算。因此相同的资源申请，Direct 能够支持更大的业务。
5、降低内存。
Receiver-based的Receiver与其他Exectuor是异步的，并持续不断接收数据，对于小业务量的场景还好，如果遇到大业务量时，需要提高Receiver的内存，但是参与计算的Executor并无需那么多的内存。而Direct 因为没有Receiver，而是在计算时读取数据，然后直接计算，所以对内存的要求很低。实际应用中我们可以把原先的10G降至现在的2-4G左右。
6、鲁棒性更好。
Receiver-based方法需要Receivers来异步持续不断的读取数据，因此遇到网络、存储负载等因素，导致实时任务出现堆积，但Receivers却还在持续读取数据，此种情况很容易导致计算崩溃。Direct 则没有这种顾虑，其Driver在触发batch 计算任务时，才会读取数据并计算。队列出现堆积并不会引起程序的失败。

4.3.3 SparkStreaming与Kafka-0-8整合

支持0.8版本，或者更高的版本

pom.xml文件添加内容如下：

 groupId = org.apache.sparkartifactId = spark-streaming-kafka-0-8_2.11version = 2.3.3

代码演示：

import kafka.serializer.StringDecoder
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.streaming.kafka.KafkaUtils
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}object KafkaDirec08 {def main(args: Array[String]): Unit = {//步骤一：初始化程序入口val sparkConf = new SparkConf().setMaster("local[2]").setAppName("StreamingKafkaApp02")val ssc = new StreamingContext(sparkConf, Seconds(10))val kafkaParams =  Map[String, String]("metadata.broker.list"->"ruozehadoop000:9092"，"group.id" -> "testflink")val topics = "ruoze_kafka_streaming".split(",").toSet//步骤二：获取数据源val lines = KafkaUtils.createDirectStream[String,String,StringDecoder,StringDecoder](ssc,kafkaParams,topics)//步骤三：业务代码处理lines.map(_._2).flatMap(_.split(",")).map((_,1)).reduceByKey(_+_).print()ssc.start()ssc.awaitTermination()ssc.stop()}}

要想保证数据不丢失，最简单的就是靠checkpoint的机制，但是checkpoint机制有个特点，入代码升级了，checkpoint机制就失效了。所以如果想实现数据不丢失，那么就需要自己管理offset。

4.3.4 SparkStreaming与Kafka-0-10整合

支持0.10版本，或者更高的版本

pom.xml文件添加内容如下：

   <dependency><groupId>org.apache.spark</groupId><artifactId>spark-streaming-kafka-0-10_2.11</artifactId><version>${spark.version}</version></dependency>

代码演示：

import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.rdd.RDD
import org.apache.spark.streaming.dstream.InputDStream
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.kafka010._object KafkaDirect010 {def main(args: Array[String]): Unit = {//步骤一：获取配置信息val conf = new SparkConf().setAppName("sparkstreamingoffset").setMaster("local[5]")conf.set("spark.streaming.kafka.maxRatePerPartition", "5")conf.set("spark.serializer", "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer");val ssc = new StreamingContext(conf,Seconds(5))val brokers = "xxx:9092"val topics = "xx_openothers"val groupId = "xxx_consumer" //注意，这个也就是我们的消费者的名字val topicsSet = topics.split(",").toSetval kafkaParams = Map[String, Object]("bootstrap.servers" -> brokers,"group.id" -> groupId,"fetch.message.max.bytes" -> "209715200","key.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],"value.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],"enable.auto.commit" -> "false")//步骤二：获取数据源val stream: InputDStream[ConsumerRecord[String, String]] = KafkaUtils.createDirectStream[String, String](ssc,LocationStrategies.PreferConsistent,ConsumerStrategies.Subscribe[String, String](topicsSet, kafkaParams))stream.foreachRDD( rdd =>{//步骤三：业务逻辑处理val newRDD: RDD[String] = rdd.map(_.value())newRDD.foreach( line =>{println(line)})//步骤四：提交偏移量信息，把偏移量信息添加到kafka里val offsetRanges  = rdd.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRangesstream.asInstanceOf[CanCommitOffsets].commitAsync(offsetRanges)})ssc.start()ssc.awaitTermination()ssc.stop()}}

高版本的方案，天然的就保证了数据不丢失了。

4.3.5 解决SparkStreaming与Kafka0.8版本整合数据不丢失方案

方案设计如下：

代码一：

偏移量存入Zookeeper

/*** 自己管理offset*/
class KafkaManager(val kafkaParams: Map[String, String]) extends Serializable {private val kc = new KafkaCluster(kafkaParams)/*** 创建数据流*/def createDirectStream[K: ClassTag, V: ClassTag, KD <: Decoder[K]: ClassTag, VD <: Decoder[V]: ClassTag](ssc: StreamingContext,kafkaParams: Map[String, String],topics: Set[String]): InputDStream[(K, V)] =  {val groupId = kafkaParams.get("group.id").get// 在zookeeper上读取offsets前先根据实际情况更新offsetssetOrUpdateOffsets(topics, groupId)//从zookeeper上读取offset开始消费messageval messages = {val partitionsE = kc.getPartitions(topics)if (partitionsE.isLeft)throw new SparkException(s"get kafka partition failed: ${partitionsE.left.get}")val partitions = partitionsE.right.getval consumerOffsetsE = kc.getConsumerOffsets(groupId, partitions)if (consumerOffsetsE.isLeft)throw new SparkException(s"get kafka consumer offsets failed: ${consumerOffsetsE.left.get}")val consumerOffsets = consumerOffsetsE.right.getKafkaUtils.createDirectStream[K, V, KD, VD, (K, V)](ssc, kafkaParams, consumerOffsets, (mmd: MessageAndMetadata[K, V]) => (mmd.key, mmd.message))}messages}def createDirectStream[K, V, KD <: Decoder[K], VD <: Decoder[V]](jssc: JavaStreamingContext,keyClass: Class[K],valueClass: Class[V],keyDecoderClass: Class[KD],valueDecoderClass: Class[VD],kafkaParams: JMap[String, String],topics: JSet[String]): JavaPairInputDStream[K, V] = {implicit val keyCmt: ClassTag[K] = ClassTag(keyClass)implicit val valueCmt: ClassTag[V] = ClassTag(valueClass)implicit val keyDecoderCmt: ClassTag[KD] = ClassTag(keyDecoderClass)implicit val valueDecoderCmt: ClassTag[VD] = ClassTag(valueDecoderClass)createDirectStream[K, V, KD, VD](jssc.ssc,  Map(kafkaParams.asScala.toSeq: _*),Set(topics.asScala.toSeq: _*));}/*** 创建数据流前，根据实际消费情况更新消费offsets* @param topics* @param groupId*/private def setOrUpdateOffsets(topics: Set[String], groupId: String): Unit = {topics.foreach(topic => {var hasConsumed = trueval partitionsE = kc.getPartitions(Set(topic))if (partitionsE.isLeft)throw new SparkException(s"get kafka partition failed: ${partitionsE.left.get}")val partitions = partitionsE.right.getval consumerOffsetsE = kc.getConsumerOffsets(groupId, partitions)if (consumerOffsetsE.isLeft) hasConsumed = falseif (hasConsumed) {// 消费过/*** 如果streaming程序执行的时候出现kafka.common.OffsetOutOfRangeException，* 说明zk上保存的offsets已经过时了，即kafka的定时清理策略已经将包含该offsets的文件删除。* 针对这种情况，只要判断一下zk上的consumerOffsets和earliestLeaderOffsets的大小，* 如果consumerOffsets比earliestLeaderOffsets还小的话，说明consumerOffsets已过时,* 这时把consumerOffsets更新为earliestLeaderOffsets*/val earliestLeaderOffsetsE = kc.getEarliestLeaderOffsets(partitions)if (earliestLeaderOffsetsE.isLeft)throw new SparkException(s"get earliest leader offsets failed: ${earliestLeaderOffsetsE.left.get}")val earliestLeaderOffsets = earliestLeaderOffsetsE.right.getval consumerOffsets = consumerOffsetsE.right.get// 可能只是存在部分分区consumerOffsets过时，所以只更新过时分区的consumerOffsets为earliestLeaderOffsetsvar offsets: Map[TopicAndPartition, Long] = Map()consumerOffsets.foreach({ case(tp, n) =>val earliestLeaderOffset = earliestLeaderOffsets(tp).offsetif (n < earliestLeaderOffset) {println("consumer group:" + groupId + ",topic:" + tp.topic + ",partition:" + tp.partition +" offsets已经过时，更新为" + earliestLeaderOffset)offsets += (tp -> earliestLeaderOffset)}})if (!offsets.isEmpty) {kc.setConsumerOffsets(groupId, offsets)}} else {// 没有消费过val reset = kafkaParams.get("auto.offset.reset").map(_.toLowerCase)var leaderOffsets: Map[TopicAndPartition, LeaderOffset] = nullif (reset == Some("smallest")) {val leaderOffsetsE = kc.getEarliestLeaderOffsets(partitions)if (leaderOffsetsE.isLeft)throw new SparkException(s"get earliest leader offsets failed: ${leaderOffsetsE.left.get}")leaderOffsets = leaderOffsetsE.right.get} else {val leaderOffsetsE = kc.getLatestLeaderOffsets(partitions)if (leaderOffsetsE.isLeft)throw new SparkException(s"get latest leader offsets failed: ${leaderOffsetsE.left.get}")leaderOffsets = leaderOffsetsE.right.get}val offsets = leaderOffsets.map {case (tp, offset) => (tp, offset.offset)}kc.setConsumerOffsets(groupId, offsets)}})}/*** 更新zookeeper上的消费offsets* @param rdd*/def updateZKOffsets[K,V](rdd: RDD[(K, V)]) : Unit = {val groupId = kafkaParams.get("group.id").getval offsetsList = rdd.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRangesfor (offsets <- offsetsList) {val topicAndPartition = TopicAndPartition(offsets.topic, offsets.partition)val o = kc.setConsumerOffsets(groupId, Map((topicAndPartition, offsets.untilOffset)))if (o.isLeft) {println(s"Error updating the offset to Kafka cluster: ${o.left.get}")}}}}

代码二：

这个类的目的是为了让API支持多语言

import scala.Tuple2;public class TypeHelper {@SuppressWarnings("unchecked")public static   <K, V> scala.collection.immutable.Map<K, V> toScalaImmutableMap(java.util.Map<K, V> javaMap) {final java.util.List<Tuple2<K, V>> list = new java.util.ArrayList<>(javaMap.size());for (final java.util.Map.Entry<K, V> entry : javaMap.entrySet()) {list.add(Tuple2.apply(entry.getKey(), entry.getValue()));}final scala.collection.Seq<Tuple2<K, V>> seq = scala.collection.JavaConverters.asScalaBufferConverter(list).asScala().toSeq();return (scala.collection.immutable.Map<K, V>) scala.collection.immutable.Map$.MODULE$.apply(seq);}
}

代码三：

设置监听器，目的是为了让RD开发更方便。

import kafka.common.TopicAndPartition;
import org.apache.spark.streaming.kafka.KafkaCluster;
import org.apache.spark.streaming.kafka.OffsetRange;
import org.apache.spark.streaming.scheduler.*;
import scala.Option;
import scala.collection.JavaConversions;
import scala.collection.immutable.List;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class MyListener implements StreamingListener {private KafkaCluster kc;public scala.collection.immutable.Map<String, String>  kafkaParams;public MyListener(scala.collection.immutable.Map<String, String> kafkaParams){this.kafkaParams=kafkaParams;kc = new KafkaCluster(kafkaParams);}//    @Override
//    public void onStreamingStarted(StreamingListenerStreamingStarted streamingStarted) {
//
//    }@Overridepublic void onReceiverStarted(StreamingListenerReceiverStarted receiverStarted) {}@Overridepublic void onReceiverError(StreamingListenerReceiverError receiverError) {}@Overridepublic void onReceiverStopped(StreamingListenerReceiverStopped receiverStopped) {}@Overridepublic void onBatchSubmitted(StreamingListenerBatchSubmitted batchSubmitted) {}@Overridepublic void onBatchStarted(StreamingListenerBatchStarted batchStarted) {}/*** 批次完成时调用的方法* @param batchCompleted*/@Overridepublic void onBatchCompleted(StreamingListenerBatchCompleted batchCompleted) {//如果本批次里面有任务失败了，那么就终止偏移量提交scala.collection.immutable.Map<Object, OutputOperationInfo> opsMap = batchCompleted.batchInfo().outputOperationInfos();Map<Object, OutputOperationInfo> javaOpsMap = JavaConversions.mapAsJavaMap(opsMap);for (Map.Entry<Object, OutputOperationInfo> entry : javaOpsMap.entrySet()) {//failureReason不等于None(是scala中的None),说明有异常，不保存offsetif (!"None".equalsIgnoreCase(entry.getValue().failureReason().toString())) {return;}}long batchTime = batchCompleted.batchInfo().batchTime().milliseconds();/*** topic，分区，偏移量*/Map<String, Map<Integer, Long>> offset = getOffset(batchCompleted);for (Map.Entry<String, Map<Integer, Long>> entry : offset.entrySet()) {String topic = entry.getKey();Map<Integer, Long> paritionToOffset = entry.getValue();//我只需要这儿把偏移信息放入到zookeeper就可以了。for(Map.Entry<Integer,Long> p2o : paritionToOffset.entrySet()){Map<TopicAndPartition, Object> map = new HashMap<TopicAndPartition, Object>();TopicAndPartition topicAndPartition =new TopicAndPartition(topic,p2o.getKey());map.put(topicAndPartition,p2o.getValue());scala.collection.immutable.Map<TopicAndPartition, Object>topicAndPartitionObjectMap = TypeHelper.toScalaImmutableMap(map);kc.setConsumerOffsets(kafkaParams.get("group.id").get(), topicAndPartitionObjectMap);}}}@Overridepublic void onOutputOperationStarted(StreamingListenerOutputOperationStarted outputOperationStarted) {}@Overridepublic void onOutputOperationCompleted(StreamingListenerOutputOperationCompleted outputOperationCompleted) {}private Map<String, Map<Integer, Long>> getOffset(StreamingListenerBatchCompleted batchCompleted) {Map<String, Map<Integer, Long>> map = new HashMap<>();scala.collection.immutable.Map<Object, StreamInputInfo> inputInfoMap =batchCompleted.batchInfo().streamIdToInputInfo();Map<Object, StreamInputInfo> infos = JavaConversions.mapAsJavaMap(inputInfoMap);infos.forEach((k, v) -> {Option<Object> optOffsets = v.metadata().get("offsets");if (!optOffsets.isEmpty()) {Object objOffsets = optOffsets.get();if (List.class.isAssignableFrom(objOffsets.getClass())) {List<OffsetRange> scalaRanges = (List<OffsetRange>) objOffsets;Iterable<OffsetRange> ranges = JavaConversions.asJavaIterable(scalaRanges);for (OffsetRange range : ranges) {if (!map.containsKey(range.topic())) {map.put(range.topic(), new HashMap<>());}map.get(range.topic()).put(range.partition(), range.untilOffset());}}}});return map;}}

⭐️🌟4.4 SparkStreaming应用程序如何保证Exactly-Once

一个流式计算如果想要保证Exactly-Once，那么首先要对这三个点有有要求：

（1）Source支持Replay。
（2）流计算引擎本身处理能保证Exactly-Once。
（3）Sink支持幂等或事务更新

也就是说如果要想让一个SparkSreaming的程序保证Exactly-Once,那么从如下三个角度出发：

（1）接收数据:从Source中接收数据。
（2）转换数据:用DStream和RDD算子转换。（SparkStreaming内部天然保证Exactly-Once）
（3）储存数据:将结果保存至外部系统。
如果SparkStreaming程序需要实现Exactly-Once语义，那么每一个步骤都要保证Exactly-Once。

案例演示：

pom.xml添加内容如下：

       <dependency><groupId>org.scalikejdbc</groupId><artifactId>scalikejdbc_2.11</artifactId><version>3.1.0</version></dependency><!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.scalikejdbc/scalikejdbc-config --><dependency><groupId>org.scalikejdbc</groupId><artifactId>scalikejdbc-config_2.11</artifactId><version>3.1.0</version></dependency><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>5.1.39</version></dependency>

代码：

import org.apache.kafka.common.TopicPartition
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession
import org.apache.spark.streaming.kafka010.{ConsumerStrategies, HasOffsetRanges, KafkaUtils, LocationStrategies}
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}
import org.slf4j.LoggerFactory
import scalikejdbc.{ConnectionPool, DB, _}
/***    SparkStreaming EOS:*      Input:Kafka*      Process:Spark Streaming*      Output:Mysql**      保证EOS:*        1、偏移量自己管理，即enable.auto.commit=false,这里保存在Mysql中*        2、使用createDirectStream*        3、事务输出: 结果存储与Offset提交在Driver端同一Mysql事务中*/
object SparkStreamingEOSKafkaMysqlAtomic {@transient lazy val logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass)def main(args: Array[String]): Unit = {val topic="topic1"val group="spark_app1"//Kafka配置val kafkaParams= Map[String, Object]("bootstrap.servers" -> "node1:6667,node2:6667,node3:6667","key.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],"value.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],"auto.offset.reset" -> "latest",//latest earliest"enable.auto.commit" -> (false: java.lang.Boolean),"group.id" -> group)//在Driver端创建数据库连接池ConnectionPool.singleton("jdbc:mysql://node3:3306/bigdata", "", "")val conf = new SparkConf().setAppName(this.getClass.getSimpleName.replace("$",""))val ssc = new StreamingContext(conf,Seconds(5))//1)初次启动或重启时,从指定的Partition、Offset构建TopicPartition//2)运行过程中,每个Partition、Offset保存在内部currentOffsets = Map[TopicPartition, Long]()变量中//3)后期Kafka Topic分区动扩展,在运行过程中不能自动感知val initOffset=DB.readOnly(implicit session=>{sql"select `partition`,offset from kafka_topic_offset where topic =${topic} and `group`=${group}".map(item=> new TopicPartition(topic, item.get[Int]("partition")) -> item.get[Long]("offset")).list().apply().toMap})//CreateDirectStream//从指定的Topic、Partition、Offset开始消费val sourceDStream =KafkaUtils.createDirectStream[String,String](ssc,LocationStrategies.PreferConsistent,ConsumerStrategies.Assign[String,String](initOffset.keys,kafkaParams,initOffset))sourceDStream.foreachRDD(rdd=>{if (!rdd.isEmpty()){val offsetRanges = rdd.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRangesoffsetRanges.foreach(offsetRange=>{logger.info(s"Topic: ${offsetRange.topic},Group: ${group},Partition: ${offsetRange.partition},fromOffset: ${offsetRange.fromOffset},untilOffset: ${offsetRange.untilOffset}")})//统计分析//将结果收集到Driver端val sparkSession = SparkSession.builder.config(rdd.sparkContext.getConf).getOrCreate()import sparkSession.implicits._val dataFrame = sparkSession.read.json(rdd.map(_.value()).toDS)dataFrame.createOrReplaceTempView("tmpTable")val result=sparkSession.sql("""|select|   --每分钟|   eventTimeMinute,|   --每种语言|   language,|   -- 次数|   count(1) pv,|   -- 人数|   count(distinct(userID)) uv|from(|   select *, substr(eventTime,0,16) eventTimeMinute from tmpTable|) as tmp group by eventTimeMinute,language""".stripMargin).collect()//在Driver端存储数据、提交Offset//结果存储与Offset提交在同一事务中原子执行//这里将偏移量保存在Mysql中DB.localTx(implicit session=>{//结果存储result.foreach(row=>{sql"""insert into twitter_pv_uv (eventTimeMinute, language,pv,uv)value (${row.getAs[String]("eventTimeMinute")},${row.getAs[String]("language")},${row.getAs[Long]("pv")},${row.getAs[Long]("uv")})on duplicate key update pv=pv,uv=uv""".update.apply()})//Offset提交offsetRanges.foreach(offsetRange=>{val affectedRows = sql"""update kafka_topic_offset set offset = ${offsetRange.untilOffset}wheretopic = ${topic}and `group` = ${group}and `partition` = ${offsetRange.partition}and offset = ${offsetRange.fromOffset}""".update.apply()if (affectedRows != 1) {throw new Exception(s"""Commit Kafka Topic: ${topic} Offset Faild!""")}})})}})ssc.start()ssc.awaitTermination()}}

使用案例演示-java（单词统计）：

import kafka.serializer.StringDecoder;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD;
import org.apache.spark.api.java.function.*;
import org.apache.spark.streaming.Durations;
import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaPairInputDStream;
import org.apache.spark.streaming.api.java.JavaStreamingContext;
import scala.Tuple2;import java.util.*;public class JavaWordCount {public static void main(String[] args) {SparkConf conf = new SparkConf().setAppName("test_kafka_offset_monitor").setMaster("local[4]");JavaStreamingContext ssc = new JavaStreamingContext(conf, Durations.seconds(5));String topics="xxx_arbitrationlogic"; //主题String groupId="xxx_test_consumer";//你的consumer的名字String brokers="xxx:9092";//brokersSet<String> topicsSet = new HashSet<>(Arrays.asList(topics.split(",")));Map<String, String> kafkaParams = new HashMap<>();//kafka参数kafkaParams.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, brokers);kafkaParams.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, groupId);//关键步骤一：增加监听器，批次完成时自动帮你自动提交偏移量ssc.addStreamingListener(new MyListener(TypeHelper.toScalaImmutableMap(kafkaParams)));//关键步骤二：使用数据平台提供的KafkaManager，根据偏移量获取数据// 如果你是Java代码 调用createDirectStreamfinal KafkaManager kafkaManager = new KafkaManager(TypeHelper.toScalaImmutableMap(kafkaParams));JavaPairInputDStream<String, String> myDStream = kafkaManager.createDirectStream(ssc,String.class,String.class,StringDecoder.class,StringDecoder.class,kafkaParams,topicsSet);myDStream.map(new Function<Tuple2<String,String>, String>() {@Overridepublic String call(Tuple2<String, String> tuple) throws Exception {return tuple._2;}}).flatMap(new FlatMapFunction<String, String>() {@Overridepublic Iterator<String> call(String line) throws Exception {return Arrays.asList(line.split("_")).iterator();}}).mapToPair(new PairFunction<String, String, Integer>() {@Overridepublic Tuple2<String, Integer> call(String word) throws Exception {return new Tuple2<>(word,1);}}).reduceByKey(new Function2<Integer, Integer, Integer>() {@Overridepublic Integer call(Integer a, Integer b) throws Exception {return a+b;}}).foreachRDD(new VoidFunction<JavaPairRDD<String, Integer>>() {@Overridepublic void call(JavaPairRDD<String, Integer> rdd) throws Exception {rdd.foreach(new VoidFunction<Tuple2<String, Integer>>() {@Overridepublic void call(Tuple2<String, Integer> wordCount) throws Exception {System.out.println("单词："+ wordCount._1 + "  "+ "次数："+wordCount._2);}});}});ssc.start();try {ssc.awaitTermination();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}ssc.stop();}}

使用案例演示-scala（单词统计）：

import kafka.serializer.StringDecoder
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}object WordCount {def main(args: Array[String]): Unit = {val conf = new SparkConf().setMaster("local[3]").setAppName("test")conf.set("spark.streaming.kafka.maxRatePerPartition", "5")conf.set("spark.serializer", "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer");val ssc = new StreamingContext(conf,Seconds(50))val brokers = "xxx:9092"val topics = "xxx_infologic"val groupId = "xxx_test" //注意，这个也就是我们的消费者的名字val topicsSet = topics.split(",").toSetval kafkaParams = Map[String, String]("metadata.broker.list" -> brokers,"group.id" -> groupId,"client.id" -> "test")//关键步骤一：设置监听器，帮我们完成偏移量的提交ssc.addStreamingListener(new MyListener(kafkaParams));//关键步骤二： 创建对象，然后通过这个对象获取到上次的偏移量，然后获取到数据流val km = new KafkaManager(kafkaParams)val messages = km.createDirectStream[String, String, StringDecoder, StringDecoder](ssc, kafkaParams, topicsSet)//完成你的业务逻辑即可messages.map(_._2).foreachRDD( rdd =>{rdd.foreach( line =>{print(line)print("-============================================")})})ssc.start()ssc.awaitTermination()ssc.stop()}}

二 、扩展-ScalikeJDBC（5分钟）

1、什么是ScalikeJDBC

ScalikeJDBC是一款给Scala开发者使用的简洁DB访问类库，它是基于SQL的，使用者只需要关注SQL逻辑的编写，所有的数据库操作都交给ScalikeJDBC。这个类库内置包含了JDBC API，并且给用户提供了简单易用并且非常灵活的API。并且，QueryDSL(通用查询查询框架)使你的代码类型安全的并且可重复使用。我们可以在生产环境大胆地使用这款DB访问类库。

2、IDEA项目中导入相关库

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.scalikejdbc/scalikejdbc -->
<dependency><groupId>org.scalikejdbc</groupId><artifactId>scalikejdbc_2.11</artifactId><version>3.1.0</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.scalikejdbc/scalikejdbc-config -->
<dependency><groupId>org.scalikejdbc</groupId><artifactId>scalikejdbc-config_2.11</artifactId><version>3.1.0</version>
</dependency>
<!-- mysql " mysql-connector-java -->
<dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>5.1.47</version>
</dependency>

3、数据库操作

3.1 数据库连接配置信息

在IDEA的resources文件夹下创建application.conf：

#mysql的连接配置信息
db.default.driver="com.mysql.jdbc.Driver"
db.default.url="jdbc:mysql://localhost:3306/spark"
db.default.user="root"
db.default.password="123456"

scalikeJDBC默认加载default配置

或者使用自定义配置：

#mysql的连接配置信息
db.fred.driver="com.mysql.jdbc.Driver"
db.fred.url="jdbc:mysql://localhost:3306/spark"
db.fred.user="root"
db.fred.password="123456"

3.2 加载数据配置信息

//默认加载default配置信息
DBs.setup()
//加载自定义的fred配置信息
DBs.setup('fred)

3.3 查询数据库并封装数据

//配置mysql
DBs.setup()//查询数据并返回单个列，并将列数据封装到集合中
val list = DB.readOnly({implicit session =>SQL("select content from post").map(rs => rs.string("content")).list().apply()
})
for(s <- list){println(s)
}

case class Users(id:String, name:String, nickName:String)/*** 查询数据库，并将数据封装成对象，并返回一个集合*/
//配置mysql
DBs.setup('fred)//查询数据并返回单个列，并将列数据封装到集合中
val users = NamedDB('fred).readOnly({implicit session =>SQL("select * from users").map(rs =>Users(rs.string("id"), rs.string("name"),rs.string("nickName"))).list().apply()
})
for (u <- users){println(u)
}

3.4 插入数据

3.4.1 AutoCommit

/*** 插入数据，使用AutoCommit* @return*/
val insertResult = DB.autoCommit({implicit session =>SQL("insert into users(name, nickName) values(?,?)").bind("test01", "test01").update().apply()
})
println(insertResult)

3.4.2 插入返回主键标识

/*** 插入数据，并返回主键* @return*/
val id = DB.localTx({implicit session =>SQL("insert into users(name, nickName, sex) values(?,?,?)").bind("test", "000", "male").updateAndReturnGeneratedKey("nickName").apply()
})
println(id)

3.4.3 事务插入

/*** 使用事务插入数据库* @return*/
val tx = DB.localTx({implicit session =>SQL("insert into users(name, nickName, sex) values(?,?,?)").bind("test", "haha", "male").update().apply()//下一行会报错，用于测试var s = 1 / 0 SQL("insert into users(name, nickName, sex) values(?,?,?)").bind("test01", "haha01", "male01").update().apply()
})
println(s"tx = ${tx}")

3.4.4 更新数据

/*** 更新数据* @return*/
DB.localTx({implicit session =>SQL("update users set nickName = ?").bind("xiaoming").update().apply()
})