使用Python计算Spark中成对(K,V)RDD中每个KEY的平均值

Calculating the averages for each KEY in a Pairwise (K,V) RDD in Spark with Python

我想与Python解决方案共享这个特定的Apache Spark,因为它的文档非常有限。

我想通过KEY计算K / V对的平均值(存储在Pairwise RDD中)。 示例数据如下所示:

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>>> rdd1.take(10) # Show a small sample.
[(u'2013-10-09', 7.60117302052786),
(u'2013-10-10', 9.322709163346612),
(u'2013-10-10', 28.264462809917358),
(u'2013-10-07', 9.664429530201343),
(u'2013-10-07', 12.461538461538463),
(u'2013-10-09', 20.76923076923077),
(u'2013-10-08', 11.842105263157894),
(u'2013-10-13', 32.32514177693762),
(u'2013-10-13', 26.249999999999996),
(u'2013-10-13', 10.693069306930692)]

现在,以下代码序列并不是达到最佳效果的方法,但它确实有效。 这是我在寻找更好的解决方案之前所做的事情。 这并不可怕,但是-如您将在答案部分中看到的-有一种更简洁,有效的方法。

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>>> import operator
>>> countsByKey = sc.broadcast(rdd1.countByKey()) # SAMPLE OUTPUT of countsByKey.value: {u'2013-09-09': 215, u'2013-09-08': 69, ... snip ...}
>>> rdd1 = rdd1.reduceByKey(operator.add) # Calculate the numerators (i.e. the SUMs).
>>> rdd1 = rdd1.map(lambda x: (x[0], x[1]/countsByKey.value[x[0]])) # Divide each SUM by it's denominator (i.e. COUNT)
>>> print(rdd1.collect())
  [(u'2013-10-09', 11.235365503035176),
   (u'2013-10-07', 23.39500642456595),
   ... snip ...
  ]

现在,更好的方法是使用rdd.aggregateByKey()方法。因为该方法在Apache Spark和Python文档中的记录非常少-这就是我编写此问与答的原因-直到最近我一直在使用上述代码序列。但是同样,它的效率较低,因此除非必要,否则避免这样做。

这是使用rdd.aggregateByKey()方法(推荐)执行相同操作的方法...

通过KEY,同时计算SUM(我们要计算的平均值的分子)和COUNT(我们要计算的平均值的分母):

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>>> aTuple = (0,0) # As of Python3, you can't pass a literal sequence to a function.
>>> rdd1 = rdd1.aggregateByKey(aTuple, lambda a,b: (a[0] + b,    a[1] + 1),
                                       lambda a,b: (a[0] + b[0], a[1] + b[1]))

关于上面每个ab对的含义,以下内容是正确的(以便您可以直观了解发生的情况):

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   First lambda expression for Within-Partition Reduction Step::
   a: is a TUPLE that holds: (runningSum, runningCount).
   b: is a SCALAR that holds the next Value

   Second lambda expression for Cross-Partition Reduction Step::
   a: is a TUPLE that holds: (runningSum, runningCount).
   b: is a TUPLE that holds: (nextPartitionsSum, nextPartitionsCount).

最后,计算每个KEY的平均值,并收集结果。

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>>> finalResult = rdd1.mapValues(lambda v: v[0]/v[1]).collect()
>>> print(finalResult)
      [(u'2013-09-09', 11.235365503035176),
       (u'2013-09-01', 23.39500642456595),
       (u'2013-09-03', 13.53240060820617),
       (u'2013-09-05', 13.141148418977687),
   ... snip ...
  ]

我希望这个aggregateByKey()的问题和答案会有所帮助。


在我看来,与具有两个lambda的aggregateByKey相比,更具可读性的是:

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rdd1 = rdd1 \\
    .mapValues(lambda v: (v, 1)) \\
    .reduceByKey(lambda a,b: (a[0]+b[0], a[1]+b[1]))

这样,整个平均计算将为:

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avg_by_key = rdd1 \\
    .mapValues(lambda v: (v, 1)) \\
    .reduceByKey(lambda a,b: (a[0]+b[0], a[1]+b[1])) \\
    .mapValues(lambda v: v[0]/v[1]) \\
    .collectAsMap()


只需添加有关此问题的直观且简短(但不好)的解决方案的注释即可。 Sam的《 24小时自学Apache Spark》一书在上一章中很好地解释了这个问题。

使用groupByKey可以轻松解决以下问题:

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rdd = sc.parallelize([
        (u'2013-10-09', 10),
        (u'2013-10-09', 10),
        (u'2013-10-09', 13),
        (u'2013-10-10', 40),
        (u'2013-10-10', 45),
        (u'2013-10-10', 50)
    ])

rdd \\
.groupByKey() \\
.mapValues(lambda x: sum(x) / len(x)) \\
.collect()

输出:

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[('2013-10-10', 45.0), ('2013-10-09', 11.0)]

这是直观且吸引人的,但不要使用它! groupByKey不会对映射器进行任何组合,而是将所有单个键值对带到简化器。

尽可能避免使用groupByKey。使用reduceByKey解决方案,例如@ pat's。


稍微增强了prismalytics.io的答案。

在某些情况下,由于我们正在对大量值求和,因此计算总和可能会溢出数。相反,我们可以保留平均值,并继续根据平均值计算平均值,并且减少两部分的计数。

如果您有两个部分的平均值为(a1,c1)和(a2,c2),则总体平均值为:
总数/计数=(总数1 +总数2)/(计数1 +计数2)=(a1 * c1 + a2 * c2)/(c1 + c2)

如果我们标记R = c2 / c1,则可以将其进一步重写为a1 /(1 + R)+ a2 * R /(1 + R)
如果我们进一步将Ri标记为1 /(1 + R),则可以将其写为a1 * Ri + a2 * R * Ri

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myrdd = sc.parallelize([1.1, 2.4, 5, 6.0, 2, 3, 7, 9, 11, 13, 10])
sumcount_rdd = myrdd.map(lambda n : (n, 1))
def avg(A, B):
    R = 1.0*B[1]/A[1]
    Ri = 1.0/(1+R);
    av = A[0]*Ri + B[0]*R*Ri
    return (av, B[1] + A[1]);

(av, counts) = sumcount_rdd.reduce(avg)
print(av)

只需使用mapValues而不是map和reduceByKey而不是reduce,就可以将该方法转换为键值。

这是从:https://www.knowbigdata.com/blog/interview-questions-apache-spark-part-2