BigQuery コネクタを Spark と使用する

spark-bigquery-connector を Apache Spark とともに使用すると、BigQuery との間でデータの読み書きを行えます。このチュートリアルでは、Spark アプリケーション内で spark-bigquery-connector を使用するコード例を示します。クラスタの作成手順については、Dataproc のクイックスタートをご覧ください。

アプリケーションにコネクタを提供する

spark-bigquery-connector は、実行中にアプリケーションで使用できる必要があります。これは次のいずれかの方法で実現できます。

Spark の jars ディレクトリにコネクタをインストールする。
--jars パラメータを使用して実行時にコネクタを追加する。このコネクタは、Dataproc API または spark-submit とともに使用されます。
- Dataproc イメージ 1.5 を使用している場合は、次のパラメータを追加します。
  --jars=gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-latest_2.12.jar
- Dataproc イメージ 1.4 かそれ未満を使用している場合は、次のパラメータを追加します。
  --jars=gs://spark-lib/bigquery/spark-bigquery-latest.jar
Scala または Java Spark アプリケーションに依存関係として jar を含める（コネクタのコンパイルをご覧ください）。

実行時にコネクタが使用できない場合は、ClassNotFoundException がスローされます。

費用の計算

このチュートリアルでは、Google Cloud の課金対象となる以下のコンポーネントを使用します。

Dataproc
BigQuery
Cloud Storage

料金計算ツールを使うと、予想使用量に基づいて費用の見積もりを出すことができます。Cloud Platform の新規ユーザーは無料トライアルをご利用いただけます。

BigQuery のデータの読み取りと書き込み

このサンプルでは、BigQuery から Spark DataFrame にデータを読み込み、標準データソース API を使用してワード数をカウントします。

コネクタは、最初にすべてのデータを Cloud Storage の一時テーブルにバッファリングしてから、1 回のオペレーションですべてのデータを BigQuery へコピーします。BigQuery の読み込みオペレーションが成功した直後と、Spark アプリケーションが終了する際に、コネクタは一時ファイルの削除を試みます。ジョブが失敗した場合、残っている Cloud Storage の一時ファイルの手動削除が必要となる場合があります。通常は、BigQuery からのエクスポートされたものは、一時的に gs://[bucket]/.spark-bigquery-[jobid]-[UUID] に保存されます。

課金の設定

デフォルトでは、認証情報またはサービスアカウントに関連付けられているプロジェクトには、API 使用量に対して課金されます。別のプロジェクトに請求するには、次の構成 spark.conf.set("parentProject", "<BILLED-GCP-PROJECT>") を設定します。

また、読み取り/書き込みオペレーションに次のように追加することもできます: .option("parentProject", "<BILLED-GCP-PROJECT>")。

コードの実行

このサンプルを実行する場合は、事前に「wordcount_dataset」という名前のデータセットを作成するか、コード内の出力データセットを Google Cloud プロジェクトの既存の BigQuery データセットに変更します。

次のように bq コマンドを使用して wordcount_dataset を作成します。

bq mk wordcount_dataset

gsutil コマンドを使用して、Cloud Storage バケットを作成します。これは、BigQuery にエクスポートするために使われます。

gsutil mb gs://[bucket]

Scala

コードを調べて、[bucket] プレースホルダを上記で作成した Cloud Storage バケットに置き換えます。

/*
 * 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.
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()

クラスタ上でコードを実行します
1. Dataproc クラスタのマスターノードに SSH で接続します。
  1. Cloud Console でプロジェクトの Dataproc クラスタページを開き、クラスタの名前をクリックします。
  2. クラスタの詳細ページで VM インスタンスタブを選択し、クラスタのマスターノード名の右側に表示される SSH 選択をクリックします。
    
    ブラウザウィンドウがマスターノードのホームディレクトリで開きます。
```
    Connected, host fingerprint: ssh-rsa 2048 ...
    ...
    user@clusterName-m:~$
    
```
2. 事前にインストールされた vi、vim、nano テキストエディタで wordcount.scala を作成し、Scala コードの一覧から Scala コードを貼り付けます。
```
nano wordcount.scala
  
```
3. spark-shell REPL を起動します。
```
$ 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. :load wordcount.scala コマンドで wordcount.scala を実行して、BigQuery の wordcount_output テーブルを作成します。出力リストには、ワードカウント出力のうち 20 行が表示されます。
```
: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)
```
  出力テーブルをプレビューするには、プロジェクトの BigQuery ページで wordcount_output テーブルを選択し、[プレビュー] をクリックします。

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