在 Spark JavaRDD 转换中使用 Serializable lambda

Question

我正在尝试理解以下代码。

// 文件：LambdaTest.java

package test;

import org.apache.spark.SparkConf;
import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext;

import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Function;

public class LambdaTest implements Ops {

  public static void main(String[] args) {
    new LambdaTest().job();
  }

  public void job() {
    SparkConf conf = new SparkConf()
      .setAppName(LambdaTest.class.getName())
      .setMaster("local[*]");
    JavaSparkContext jsc = new JavaSparkContext(conf);

    List<Integer>              lst  = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
    JavaRDD<Integer>           rdd  = jsc.parallelize(lst);
    Function<Integer, Integer> func1 = (Function<Integer, Integer> & Serializable) x -> x * x;
    Function<Integer, Integer> func2 = x -> x * x;

    System.out.println(func1.getClass());  //test.LambdaTest$$Lambda$8/390374517
    System.out.println(func2.getClass());  //test.LambdaTest$$Lambda$9/208350681

    this.doSomething(rdd, func1);  // works
    this.doSomething(rdd, func2);  // org.apache.spark.SparkException: Task not serializable
  }
}

// 文件：Ops.java

package test;

import org.apache.spark.api.java.JavaRDD;
import java.util.function.Function;    

public interface Ops {

  default void doSomething(JavaRDD<Integer> rdd, Function<Integer, Integer> func) {
    rdd.map(x -> x + func.apply(x))
       .collect()
       .forEach(System.out::println);
  }

}

不同之处在于func1是使用Serializable绑定的，而func2不是。

查看这两个函数的运行时类时，它们都是LambdaTest类下的匿名类

它们都用于接口中的 RDD 转换，那么这两个函数和LambdaTest应该是可序列化的。

如您所见， LambdaTest没有实现Serializable接口。 所以我认为这两个 func 不应该工作。 但令人惊讶的是， func1有效。

func2的堆栈跟踪如下：

Serialization stack:
    - object not serializable (class: test.LambdaTest$$Lambda$9/208350681, value: test.LambdaTest$$Lambda$9/208350681@61d84e08)
    - element of array (index: 0)
    - array (class [Ljava.lang.Object;, size 1)
    - field (class: java.lang.invoke.SerializedLambda, name: capturedArgs, type: class [Ljava.lang.Object;)
    - object (class java.lang.invoke.SerializedLambda, SerializedLambda[capturingClass=interface fr.leboncoin.etl.jobs.test.Ops, functionalInterfaceMethod=org/apache/spark/api/java/function/Function.call:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;, implementation=invokeStatic fr/leboncoin/etl/jobs/test/Ops.lambda$doSomething$1024e30a$1:(Ljava/util/function/Function;Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/Integer;, instantiatedMethodType=(Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/Integer;, numCaptured=1])
    - writeReplace data (class: java.lang.invoke.SerializedLambda)
    - object (class fr.leboncoin.etl.jobs.test.Ops$$Lambda$10/1470295349, fr.leboncoin.etl.jobs.test.Ops$$Lambda$10/1470295349@4e1459ea)
    - field (class: org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD$$anonfun$toScalaFunction$1, name: fun$1, type: interface org.apache.spark.api.java.function.Function)
    - object (class org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD$$anonfun$toScalaFunction$1, <function1>)
    at org.apache.spark.serializer.SerializationDebugger$.improveException(SerializationDebugger.scala:40)
    at org.apache.spark.serializer.JavaSerializationStream.writeObject(JavaSerializer.scala:47)
    at org.apache.spark.serializer.JavaSerializerInstance.serialize(JavaSerializer.scala:81)
    at org.apache.spark.util.ClosureCleaner$.ensureSerializable(ClosureCleaner.scala:312)
    ... 19 more

似乎如果一个函数与Serializable绑定，则包含它的对象不需要序列化，这让我感到困惑。

对此的任何解释都将受到高度赞赏。

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我尝试使用抽象类而不是接口：

//文件：AbstractTest.java

public class AbstractTest {

  public static void main(String[] args) {
    new AbstractTest().job();
  }

  public void job() {
    SparkConf conf = new SparkConf()
      .setAppName(AbstractTest.class.getName())
      .setMaster("local[*]");
    JavaSparkContext jsc = new JavaSparkContext(conf);

    List<Integer>    lst = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
    JavaRDD<Integer> rdd = jsc.parallelize(lst);

    Ops ops = new Ops() {

      @Override
      public Integer apply(Integer x) {
        return x + 1;
      }
    };

    System.out.println(ops.getClass()); // class fr.leboncoin.etl.jobs.test.AbstractTest$1
    ops.doSomething(rdd);
  }
}

// 文件：Ops.java

public abstract class Ops implements Serializable{

  public abstract Integer apply(Integer x);

  public void doSomething(JavaRDD<Integer> rdd) {
    rdd.map(x -> x + apply(x))
       .collect()
       .forEach(System.out::println);
  }
}

即使Ops类使用AbstractTest类编译在单独的文件中，它也不起作用。 ops对象的类名是class fr.leboncoin.etl.jobs.test.AbstractTest$1 。 根据以下堆栈跟踪，似乎需要序列化AbstractTest才能序列化AbstractTest$1 。

Serialization stack:
    - object not serializable (class: test.AbstractTest, value: test.AbstractTest@21ac5eb4)
    - field (class: test.AbstractTest$1, name: this$0, type: class test.AbstractTest)
    - object (class test.AbstractTest$1, test.AbstractTest$1@36fc05ff)
    - element of array (index: 0)
    - array (class [Ljava.lang.Object;, size 1)
    - field (class: java.lang.invoke.SerializedLambda, name: capturedArgs, type: class [Ljava.lang.Object;)
    - object (class java.lang.invoke.SerializedLambda, SerializedLambda[capturingClass=class fr.leboncoin.etl.jobs.test.Ops, functionalInterfaceMethod=org/apache/spark/api/java/function/Function.call:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;, implementation=invokeSpecial fr/leboncoin/etl/jobs/test/Ops.lambda$doSomething$6d6228b6$1:(Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/Integer;, instantiatedMethodType=(Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/Integer;, numCaptured=1])
    - writeReplace data (class: java.lang.invoke.SerializedLambda)
    - object (class fr.leboncoin.etl.jobs.test.Ops$$Lambda$8/208350681, fr.leboncoin.etl.jobs.test.Ops$$Lambda$8/208350681@4acb2510)
    - field (class: org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD$$anonfun$toScalaFunction$1, name: fun$1, type: interface org.apache.spark.api.java.function.Function)
    - object (class org.apache.spark.api.java.JavaPairRDD$$anonfun$toScalaFunction$1, <function1>)
    at org.apache.spark.serializer.SerializationDebugger$.improveException(SerializationDebugger.scala:40)
    at org.apache.spark.serializer.JavaSerializationStream.writeObject(JavaSerializer.scala:47)
    at org.apache.spark.serializer.JavaSerializerInstance.serialize(JavaSerializer.scala:81)
    at org.apache.spark.util.ClosureCleaner$.ensureSerializable(ClosureCleaner.scala:312)
    ... 19 more

Answer 1

LambdaTest不需要是可Serializable的，因为它不是通过网络发送的——没有理由这样做。

另一方面， func1和func1都必须是可Serializable的，因为 Spark 将使用它们来执行计算（在RDD上，因此此代码必须通过线路发送到工作节点。请注意，即使您编写它都在同一个类中，编译后你的 lambdas 将被放在单独的文件中，这要归功于整个类不必通过网络发送 -> 外部类不需要是Serializable 。

至于为什么fun1有效，当您不使用类型转换时，Java 编译器会为您推断 lambda 表达式的类型。 所以在这种情况下，为fun2生成的代码将简单地实现一个Function （因为这是目标变量的类型）。 另一方面，如果无法从上下文中推断出类型（例如在您的情况下，编译器无法知道fun1必须是可Serializable的，因为它是 Spark 所需的功能），您可以像示例中那样使用类型转换来显式提供一个类型。 在这种情况下，编译器生成的代码将同时实现Function和Serializable接口，编译器不会尝试自行推断类型。

你可以在5. Contexts for target typing下的 lambda 状态中找到它的描述。

Answer 2

上面的答案是正确的。 至于附加抽象类的问题，答案是AbstractTest类中实现的抽象类是一个内部类，有outclass的引用。 当序列化一个对象时，它会序列化它的字段，一个外类 AbstractTest 是不可序列化的，因此它不能被序列化。