Spark SQL原理之Aggregate實現(xiàn)原理

聚合函數(shù)的分類

  • 聲明式聚合函數(shù): 可以由Catalyst中的表達式直接構建的聚合函數(shù)危彩,也是比較簡單的聚合函數(shù)類型徒欣,最常見的count, sum,avg等都是聲明式聚合函數(shù)逐样。

  • 命令式聚合函數(shù): 是指一類需要顯式實現(xiàn)幾個方法來操作聚合緩沖區(qū)AggBuffer中的數(shù)據(jù)的聚合函數(shù)。命令式聚合函數(shù)不那么常見,能找到的命令式聚合函數(shù)包括基數(shù)統(tǒng)計hyperLogLogPlus脂新、透視轉換pivotFirst等秽澳。

  • 帶類型的命令式聚合函數(shù): 帶類型的命令式聚合函數(shù)是最靈活的一種聚合函數(shù)類型,它允許使用用戶自定義對象作為聚合緩沖區(qū)戏羽。涉及用戶自定義類型的聚合都是這種類型担神,例如collect_list、collect_set始花、percentile等妄讯。

聚合緩沖區(qū)和聚合模式

  • Partial模式: 先把局部數(shù)據(jù)進行聚合,比如先計算每個分區(qū)的sum

  • PartialMerge模式: 出現(xiàn)在多種類型的聚合函數(shù)同時聚合的情況酷宵,比如同時聚集sum和countDistinct亥贸。這時候緩沖區(qū)聚合之后的結果,仍然是中間結果浇垦;

  • Final模式: 把聚合緩沖區(qū)中的聚合結果再進行聚合炕置,比如計算分區(qū)sum的sum;

  • Complete模式: 沒有中間聚合過程男韧,每個分組的全體值都需要在一次聚合過程中參與計算朴摊。(待舉例)

在當前的實現(xiàn)中,這幾個模式的分類其實并不是很好此虑,可以參考AggregationIterator中的注釋:

/**

* The following combinations of AggregationMode are supported:

* - Partial

* - PartialMerge (for single distinct)

* - Partial and PartialMerge (for single distinct)

* - Final

* - Complete (for SortAggregate with functions that does not support Partial)

* - Final and Complete (currently not used)

*

* TODO: AggregateMode should have only two modes: Update and Merge, AggregateExpression

* could have a flag to tell it's final or not.

*/

planAggregateWithoutDistinct:不帶有distinct方法的聚合實現(xiàn)

  • Step1: 【Partial模式】計算聚合的Partial結果

    • groupingExpressions:group列(a)

    • aggregateExpressions: 聚合(partial_sum(cast(b#11 as bigint))]))

  • Step2: 【Final】計算聚合的Final結果

    • groupingExpressions:group列(a) + distinct使用的列(b)

    • aggregateExpressions: 聚合(sum(b))

create temporary view data as select * from values

  (1, 1),

  (1, 2),

  (2, 1),

  (2, 2),

  (3, 1),

  (3, 2)

  as data(a, b);

explain select sum(b) from data group by a;

== Physical Plan ==

*HashAggregate(keys=[a#10], functions=[sum(cast(b#11 as bigint))])

+- Exchange hashpartitioning(a#10, 200)

   +- *HashAggregate(keys=[a#10], functions=[partial_sum(cast(b#11 as bigint))])

      +- LocalTableScan [a#10, b#11]

planAggregateWithOneDistinct: 帶有distinct方法的聚合實現(xiàn)

create temporary view data as select * from values

  (1, 1),

  (1, 2),

  (2, 1),

  (2, 2),

  (3, 1),

  (3, 2)

  as data(a, b);

explain select sum(b), sum(distinct b) from data group by a;

== Physical Plan ==

*HashAggregate(keys=[a#10], functions=[sum(cast(b#11 as bigint)), sum(distinct cast(b#11 as bigint)#94L)])

+- Exchange hashpartitioning(a#10, 200)

   +- *HashAggregate(keys=[a#10], functions=[merge_sum(cast(b#11 as bigint)), partial_sum(distinct cast(b#11 as bigint)#94L)]) // step3

      +- *HashAggregate(keys=[a#10, cast(b#11 as bigint)#94L], functions=[merge_sum(cast(b#11 as bigint))]) // step2

         +- Exchange hashpartitioning(a#10, cast(b#11 as bigint)#94L, 200)

            +- *HashAggregate(keys=[a#10, cast(b#11 as bigint) AS cast(b#11 as bigint)#94L], functions=[partial_sum(cast(b#11 as bigint))]) // step1

               +- LocalTableScan [a#10, b#11]
  • Step1: 【Partial模式】計算非distinct聚合的Partial結果

    • groupingExpressions:group列(a) + distinct使用的列(b)

    • aggregateExpressions: 非distinct的聚合(sum(b))

    • resultExpressions = group列(a) + distinct使用的列(b) + 非distinct的Partial聚合結果(sum(b))

  • Step2: 【PartialMerge】計算非distinct聚合的PartialMerge結果

    • groupingExpressions:group列(a) + distinct使用的列(b)

    • aggregateExpressions: 非distinct的聚合(sum(b))

    • resultExpressions = group列(a) + distinct使用的列(b) + 非distinct的Partial聚合結果(sum(b))

  • Step3: 【PartialMerge】計算帶有distinct聚合的PartialMerge結果

    • groupingExpressions:group列(a)

    • aggregateExpressions: 非distinct的聚合(sum(b)) + 帶有distinct的聚合(partial_sum(distinct cast(b#11 as bigint)#94L))

    • resultExpressions = group列(a) + 非distinct的merge聚合結果 + 帶有distinct的partial聚合結果

  • Step4: 【Final】計算非distinct聚合的PartialMerge結果

    • groupingExpressions:group列(a)

    • aggregateExpressions: 非distinct的聚合(Final模式) + 帶有distinct的聚合(Final模式)

    • resultExpressions = group列(a) + distinct使用的列(b) + 非distinct的Partial聚合結果(sum(b))

參考:

?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
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