使用Docekr快速架設PySpark環境
Docker 安裝 請參考下列網址
引言
在數據分析和機器學習的世界中，Apache Spark已成為不可或缺的工具，其強大的分散式處理能力使其成為處理大數據的首選框架。然而，配置一個Spark環境往往是一個複雜且耗時的任務，尤其是對於初學者而言。此時，Docker應運而生，提供了一個簡單、快捷的解決方案。
Docker是一種容器化技術，允許用戶將應用及其依賴項打包成一個隔離的容器中。這種隔離不僅保證了運行環境的一致性，還大大簡化了部署和管理的過程。相較於傳統的虛擬機，Docker容器更輕量級，啟動更迅速，且更容易擴展和遷移。
選擇Docker來部署PySpark環境的理由不僅僅是因為它的便利性。它還能保證不同開發者和數據科學家之間環境的一致性，從而消除了“在我的機器上可以運行”的問題。
以往要建立一個Spark測試或是練習環境 ，都是開一個VM ，然後按照google來的教學網頁來安裝 ，不過軟體版本更新快 ，加上每個作者安裝的步驟不盡相同 ，很容易卡關 ，有了Docker後就方便許多 ，相較VM不占資源
Docker 的介紹
Docker是一種開源容器化平台，它使得開發者可以將應用與其運行環境一同打包，這種打包稱為容器。容器是完全隔離的環境，擁有自己的文件系統，確保了運行一致性和安全性。
相比於虛擬機，Docker容器不需要完整的操作系統，因此它們啟動更快，占用的系統資源更少。此外，Docker容器的輕量化特性也使得它們更易於分發和擴展，這對於需要快速迭代和部署的現代軟體開發周期是一大福音。
安裝Docker是一個簡單的過程，可以通過各種操作系統的包管理工具進行安裝。對於Ubuntu系統，Docker提供了詳細的安裝指南，您可以在中找到相應的指令和步驟。
PySpark 環境需求
PySpark是Apache Spark的Python API，它結合了Python的簡潔性和Spark的高性能，使得大數據分析和處理變得輕而易舉。要運行PySpark，您需要配置包含Python、Scala、R等語言的環境，以及安裝Spark本身。
在過去，構建這樣一個環境往往意味著需要在虛擬機上進行繁瑣的手動配置，這不僅耗時而且容易因為軟件版本不匹配等問題而失敗。但現在，有了Docker，我們可以使用像是jupyter/all-spark-notebook這樣的Docker映像，這個映像已經預先配置了包括PySpark在內的所有必要組件。
此外，這個Docker映像還包含了Apache Mesos。Apache Mesos是一個開源集群管理框架，它抽象化了CPU、記憶體、儲存和其他計算資源。這使得開發容錯和高可用性的分布式系統變得更為簡單和高效。
在接下來的部分，我們將探討如何使用Docker映像來快速啟動一個完整的PySpark環境，並進行一些基本的操作來驗證環境的配置。
使用Docker搭建PySpark環境
當你的系統已安裝好Docker後，搭建PySpark環境就變得異常簡單。以下是如何操作的步驟：
步驟一：獲取Docker映像
首先，我們需要從Docker Hub下載jupyter/all-spark-notebook映像。這個映像不僅包含了Jupyter Notebook和PySpark，還包括了Scala、R語言支持以及Apache Mesos。你可以通過下面的命令來下載這個映像：
docker pull jupyter/all-spark-notebook這個命令會從Docker Hub拉取最新的映像到你的機器上。
步驟二：啟動Docker容器
一旦映像下載完成，你就可以使用以下命令來啟動一個容器：
docker run -p 8888:8888 jupyter/all-spark-notebook這個命令會啟動一個新的容器，將容器的8888端口映射到你的主機的8888端口，這樣你就可以通過瀏覽器來訪問Jupyter Notebook了。
步驟三：訪問Jupyter Notebook
當容器啟動後，你會在終端看到一個URL，包含一個token。將這個URL複製到瀏覽器中，你將能夠看到Jupyter Notebook的界面。這時，你就可以開始使用Spark進行數據分析了。
運行PySpark測試程式
在Jupyter Notebook中，你可以創建一個新的筆記本來測試PySpark環境。以下是一個基本的例子，用於驗證SparkContext的配置並打印出Spark版本：
from pyspark import SparkConf
from pyspark.context import SparkContext# 建立SparkContext
sc = SparkContext.getOrCreate(SparkConf().setAppName("MyApp"))
# 驗證SparkContext
print(sc)
# 打印Spark版本
print(sc.version)
# 停止SparkContext
sc.stop()
當你執行上述代碼時，它應該會顯示出SparkContext的配置資訊以及當前的Spark版本。
Apache Mesos的角色
在這個jupyter/all-spark-notebook映像中，還內嵌了Apache Mesos。Mesos是一種集群管理技術，能夠將資源從物理或虛擬機器中抽象化出來。這意味著你可以更加輕鬆地在多個機器上分布和管理你的Spark任務。儘管對於初學者來說，Mesos不是必須的，但了解它如何與Spark協同工作將有助於你在未來構建更加複雜的分布式系統。
實踐練習
現在你已經有了一個運行中的PySpark環境，是時候開始實踐了。你可以嘗試執行一些基本的Spark操作，例如讀取數據、執行轉換操作和行動操作。這些操作將幫助你理解Spark的核心概念，並為進一步的學習打下基礎。
Juptyer 釋出的jupyter/all-spark-notebook
除了基本的Juptyer note外
內容物還有Pytohn，Scala，R，Spark
還包括Apache Mesos
Apache Mesos將CPU，內存，存儲和其他計算資源從機器（物理或虛擬）中抽像出來，使容錯和彈性分佈式系統能夠輕鬆構建並有效運行。
Docker 安裝好後
簡單啟動
docker run -p 8888:8888 jupyter/all-spark-notebook注意：此映像檔的python版本為3.10
貼上網址後就會出現Jupyter Notebook
試試看是不是spark
from pyspark import SparkConf
from pyspark import SparkContext as sc
# Verify SparkContext
print(sc)
# Print Spark version
print(sc.version)
手動練習Spark~!
結論
使用Docker來搭建PySpark環境為數據科學家和開發者提供了一個快速、一致且輕鬆的方法來進行大數據分析。通過幾個簡單的命令，你就能夠擁有一個功能強大的分析環境，並且可以直接在瀏覽器中進行操作。無論你是Spark的新手還是有經驗的專業人士，Docker都為你提供了一個無縫的開發體驗，讓你可以專注於數據的洞察，而不是環境的配置。
作者：黃翊鈜 Roy Hwang
經歷：ML engineer , AI engineer
