Utilizzare il connettore Spark BigQuery

spark-bigquery-connector viene utilizzato con Apache Spark per leggere e scrivere dati da e in BigQuery. Il connettore sfrutta l'API BigQuery Storage per leggere i dati da BigQuery.

Questo tutorial fornisce informazioni sulla disponibilità del connettore preinstallato e illustra come rendere disponibile una versione specifica del connettore per i job Spark. Il codice di esempio mostra come utilizzare il connettore Spark BigQuery all'interno di un'applicazione Spark.

Utilizzare il connettore preinstallato

Il connettore BigQuery di Spark è preinstallato ed è disponibile per i job Spark eseguiti sui cluster Dataproc creati con le versioni delle immagini2.1 e successive. La versione del connettore preinstallata è elencata in ogni pagina di rilascio della versione dell'immagine. Ad esempio, la riga Connettore BigQuery nella pagina Versioni delle release delle immagini 2.2.x mostra la versione del connettore installata nelle ultime release delle immagini 2.2.

Rendere disponibile una versione specifica del connettore per i job Spark

Se vuoi utilizzare una versione del connettore diversa da una versione preinstallata su un cluster con versione dell'immagine 2.1 o successiva o se vuoi installare il connettore su un cluster con versione dell'immagine precedente a 2.1, segui le istruzioni riportate in questa sezione.

Importante: la versione spark-bigquery-connector deve essere compatibile con la versione dell'immagine del cluster Dataproc. Consulta la matrice di compatibilità del connettore con le immagini Dataproc.

Cluster di versioni delle immagini 2.1 e successive

Quando crei un cluster Dataproc con una versione dell'immagine 2.1 o successiva, specifica la versione del connettore come metadati del cluster.

Esempio della gcloud CLI:

gcloud dataproc clusters create CLUSTER_NAME \
    --region=REGION \
    --image-version=2.2 \
    --metadata=SPARK_BQ_CONNECTOR_VERSION or SPARK_BQ_CONNECTOR_URL\
    other flags

Note:

  • SPARK_BQ_CONNECTOR_VERSION: specifica una versione del connettore. Le versioni del connettore Spark BigQuery sono elencate nella pagina spark-bigquery-connector/releases di GitHub.

    Esempio:

    --metadata=SPARK_BQ_CONNECTOR_VERSION=0.42.1

  • SPARK_BQ_CONNECTOR_URL: specifica un URL che rimandi al file JAR in Cloud Storage. Puoi specificare l'URL di un connettore elencato nella colonna link in Downloading and Using the Connector su GitHub o il percorso di una posizione Cloud Storage in cui hai inserito un file jar del connettore personalizzato.

    Esempi:

    --metadata=SPARK_BQ_CONNECTOR_URL=gs://spark-lib/bigquery/spark-3.5-bigquery-0.42.1.jar
--metadata=SPARK_BQ_CONNECTOR_URL=gs://PATH_TO_CUSTOM_JAR

2.0 e cluster di versioni delle immagini precedenti

Puoi rendere disponibile il connettore Spark BigQuery per la tua applicazione in uno dei seguenti modi:

  1. Installa spark-bigquery-connector nella directory dei jar di Spark di ogni nodo utilizzando l'azione di inizializzazione dei connettori Dataproc quando crei il cluster.

  2. Fornisci l'URL del file jar del connettore quando invii il job al cluster utilizzando la Google Cloud console, gcloud CLI o l'API Dataproc.

    Console

    Utilizza l'elemento File jar del job Spark nella pagina Dataproc Invia un job.

    gcloud

    Utilizza il flag gcloud dataproc jobs submit spark --jars.

    API

    Utilizza il campo SparkJob.jarFileUris.

    Come specificare il file jar del connettore quando esegui job Spark su cluster con versioni immagine precedenti alla 2.0

    • Specifica il file jar del connettore sostituendo le informazioni sulla versione di Scala e del connettore nella seguente stringa URI: 
      gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-with-dependencies_SCALA_VERSION-CONNECTOR_VERSION.jar
    • Utilizzare Scala 2.12 con le versioni immagine di Dataproc 1.5+ 
      gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-with-dependencies_2.12-CONNECTOR_VERSION.jar
      Esempio della gcloud CLI: 
      gcloud dataproc jobs submit spark \
    --jars=gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-with-dependencies_2.12-0.23.2.jar \
    -- job args
    • Utilizza Scala 2.11 con le versioni immagine di Dataproc 1.4 e precedenti: 
      gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-with-dependencies_2.11-CONNECTOR_VERSION.jar
      Esempio della gcloud CLI: 
      gcloud dataproc jobs submit spark \
    --jars=gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-with-dependencies_2.11-0.23.2.jar \
    -- job-args

  3. Includi il file jar del connettore nella tua applicazione Spark Scala o Java come dipendenza (consulta Compilazione in base al connettore).

Calcola i costi

In questo documento utilizzi i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

  • Dataproc
  • BigQuery
  • Cloud Storage

Per generare una stima dei costi in base all'utilizzo previsto, utilizza il Calcolatore prezzi. I nuovi Google Cloud utenti potrebbero avere diritto a una prova gratuita.

Leggere e scrivere dati da e verso BigQuery

Questo esempio legge i dati da BigQuery in un DataFrame Spark per eseguire il conteggio delle parole utilizzando l'API di origine dati standard.

Il connettore scrive i dati in BigQuery eseguendo prima il buffering di tutti i dati in una tabella temporanea di Cloud Storage. Quindi, copia tutti i dati in BigQuery in un'unica operazione. Il connettore tenta di eliminare i file temporanei al termine dell'operazione di caricamento in BigQuery e di nuovo al termine dell'applicazione Spark. Se il job non va a buon fine, rimuovi eventuali file Cloud Storage temporanei rimanenti. In genere, i file BigQuery temporanei si trovano in gs://[bucket]/.spark-bigquery-[jobid]-[UUID].

Configura la fatturazione

Per impostazione predefinita, al progetto associato alle credenziali o all'account di servizio viene addebitato l'utilizzo dell'API. Per fatturare un altro progetto, imposta la seguente configurazione: spark.conf.set("parentProject", "<BILLED-GCP-PROJECT>").

Può anche essere aggiunto a un'operazione di lettura/scrittura, come segue: .option("parentProject", "<BILLED-GCP-PROJECT>").

Esegui il codice

Prima di eseguire questo esempio, crea un set di dati denominato "wordcount_dataset" o modifica il set di dati di output nel codice in un set di dati BigQuery esistente nel Google Cloud progetto.

Utilizza il comando bq per creare wordcount_dataset:

bq mk wordcount_dataset

Utilizza il comando Google Cloud CLI per creare un bucket Cloud Storage, che verrà utilizzato per l'esportazione in BigQuery:

gcloud storage buckets create gs://[bucket]

Scala

  1. Esamina il codice e sostituisci il segnaposto [bucket] con il bucket Cloud Storage che hai creato in precedenza. 
    /*
 * Remove comment if you are not running in spark-shell.
 *
import org.apache.spark.sql.SparkSession
val spark = SparkSession.builder()
  .appName("spark-bigquery-demo")
  .getOrCreate()
*/

// Use the Cloud Storage bucket for temporary BigQuery export data used
// by the connector.
val bucket = "[bucket]"
spark.conf.set("temporaryGcsBucket", bucket)

// Load data in from BigQuery. See
// https://github.com/GoogleCloudDataproc/spark-bigquery-connector/tree/0.17.3#properties
// for option information.
val wordsDF =
  (spark.read.format("bigquery")
  .option("table","bigquery-public-data:samples.shakespeare")
  .load()
  .cache())

wordsDF.createOrReplaceTempView("words")

// Perform word count.
val wordCountDF = spark.sql(
  "SELECT word, SUM(word_count) AS word_count FROM words GROUP BY word")
wordCountDF.show()
wordCountDF.printSchema()

// Saving the data to BigQuery.
(wordCountDF.write.format("bigquery")
  .option("table","wordcount_dataset.wordcount_output")
  .save())
  2. Esegui il codice sul cluster
    1. Utilizza SSH per connetterti al nodo master del cluster Dataproc.
      1. Vai alla pagina Cluster Dataproc nella Google Cloud console, quindi fai clic sul nome del cluster
        Pagina Cluster Dataproc nella console Cloud.
      2. Nella pagina >Dettagli cluster, seleziona la scheda Istanze VM. Poi, fai clic su SSH a destra del nome del nodo master del cluster
        Pagina dei dettagli del cluster Dataproc nella console Cloud.

        Si apre una finestra del browser nella home directory sul nodo principale 
            Connected, host fingerprint: ssh-rsa 2048 ...
    ...
    user@clusterName-m:~$
    2. Crea wordcount.scala con l'editor di testo vi, vim o nano preinstallato, quindi incolla il codice Scala dall'elenco di codice Scala 
      nano wordcount.scala
    3. Avvia la REPL di spark-shell. 
      $ spark-shell --jars=gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-latest.jar
...
Using Scala version ...
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.
...
Spark context available as sc.
...
SQL context available as sqlContext.
scala>
    4. Esegui wordcount.scala con il comando :load wordcount.scala per creare la tabella wordcount_output di BigQuery. L'elenco di output mostra 20 righe dell'output del conteggio parole. 
      :load wordcount.scala
...
+---------+----------+
|     word|word_count|
+---------+----------+
|     XVII|         2|
|    spoil|        28|
|    Drink|         7|
|forgetful|         5|
|   Cannot|        46|
|    cures|        10|
|   harder|        13|
|  tresses|         3|
|      few|        62|
|  steel'd|         5|
| tripping|         7|
|   travel|        35|
|   ransom|        55|
|     hope|       366|
|       By|       816|
|     some|      1169|
|    those|       508|
|    still|       567|
|      art|       893|
|    feign|        10|
+---------+----------+
only showing top 20 rows

root
 |-- word: string (nullable = false)
 |-- word_count: long (nullable = true)

      Per visualizzare l'anteprima della tabella di output, apri la pagina BigQuery , seleziona la tabella wordcount_output e poi fai clic su Anteprima.
      Visualizza l&#39;anteprima della tabella nella pagina BigQuery Explorer della console Cloud.

PySpark

  1. Esamina il codice e sostituisci il segnaposto [bucket] con il bucket Cloud Storage che hai creato in precedenza. 
    #!/usr/bin/env python

"""BigQuery I/O PySpark example."""

from pyspark.sql import SparkSession

spark = SparkSession \
  .builder \
  .master('yarn') \
  .appName('spark-bigquery-demo') \
  .getOrCreate()

# Use the Cloud Storage bucket for temporary BigQuery export data used
# by the connector.
bucket = "[bucket]"
spark.conf.set('temporaryGcsBucket', bucket)

# Load data from BigQuery.
words = spark.read.format('bigquery') \
  .option('table', 'bigquery-public-data:samples.shakespeare') \
  .load()
words.createOrReplaceTempView('words')

# Perform word count.
word_count = spark.sql(
    'SELECT word, SUM(word_count) AS word_count FROM words GROUP BY word')
word_count.show()
word_count.printSchema()

# Save the data to BigQuery
word_count.write.format('bigquery') \
  .option('table', 'wordcount_dataset.wordcount_output') \
  .save()
  2. Esegui il codice sul tuo cluster
    1. Utilizza SSH per connetterti al nodo master del cluster Dataproc.
      1. Vai alla pagina Cluster Dataproc nella Google Cloud console, quindi fai clic sul nome del cluster
        Pagina Cluster nella console Cloud.
      2. Nella pagina Dettagli cluster, seleziona la scheda Istanze VM. Poi, fai clic su SSH a destra del nome del nodo master del cluster
        Seleziona SSH nella riga del nome del cluster nella pagina Dettagli cluster della console Cloud.

        Si apre una finestra del browser nella home directory sul nodo principale 
            Connected, host fingerprint: ssh-rsa 2048 ...
    ...
    user@clusterName-m:~$
    2. Crea wordcount.py con l'editor di testo vi, vim o nano preinstallato, quindi incolla il codice PySpark dalla lista di codice PySpark 
      nano wordcount.py
    3. Esegui il conteggio delle parole con spark-submit per creare la tabella BigQuery wordcount_output. L'elenco di output mostra 20 righe dall'output del conteggio parole. 
      spark-submit --jars gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-latest.jar wordcount.py
...
+---------+----------+
|     word|word_count|
+---------+----------+
|     XVII|         2|
|    spoil|        28|
|    Drink|         7|
|forgetful|         5|
|   Cannot|        46|
|    cures|        10|
|   harder|        13|
|  tresses|         3|
|      few|        62|
|  steel'd|         5|
| tripping|         7|
|   travel|        35|
|   ransom|        55|
|     hope|       366|
|       By|       816|
|     some|      1169|
|    those|       508|
|    still|       567|
|      art|       893|
|    feign|        10|
+---------+----------+
only showing top 20 rows

root
 |-- word: string (nullable = false)
 |-- word_count: long (nullable = true)

      Per visualizzare l'anteprima della tabella di output, apri la pagina BigQuery , seleziona la tabella wordcount_output e poi fai clic su Anteprima.
      Visualizza l&#39;anteprima della tabella nella pagina BigQuery Explorer della console Cloud.

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