电影推荐系统-整体总结(二)加载数据(数据库+搜索服务器)

一、Scala代码实现

1.含有自定义数据类--Model.scala

package test

/**
  * @Author : ASUS and xinrong
  * @Version : 2020/9/4
  *  数据格式转换类
  *  ---------------电影表------------------------
  *  1
  *  Toy Story (1995)
  *
  *  81 minutes
  *  March 20, 2001
  *  1995
  *  English
  *  Adventure|Animation|Children|Comedy|Fantasy
  *  Tom Hanks|Tim Allen|Don Rickles|Jim Varney|Wallace Shawn|John Ratzenberger|Annie Potts|John Morris|Erik von Detten|Laurie Metcalf|R. Lee Ermey|Sarah Freeman|Penn Jillette|Tom Hanks|Tim Allen|Don Rickles|Jim Varney|Wallace Shawn
  *  John Lasseter
  */
case class Movie(val mid:Int,val name:String,val descri:String,
                 val timelong:String,val cal_issue:String,val shoot:String,
                 val language:String,val geners:String,val actors:String ,val directors:String)
/**
  * -----用户对电影的评分数据集--------
  * 1,31,2.5,1260759144
  */
case class Rating(val uid:Int,val mid:Int,val score:Double,val timestamp:Int)
/**
  * --------用户对电影的标签数据集--------
  * 15,339,sandra 'boring' bullock,1138537770
  */
case class Tag(val uid:Int,val mid:Int,val tag:String,val timestamp: Int)
/**
  *
  * MongoDB配置对象
  * @param uri
  * @param db
  */
case class MongoConfig(val uri:String,val db:String)

/**
  * ES配置对象
  * @param httpHosts
  * @param transportHosts:保存的是所有ES节点的信息
  * @param clusterName
  * @param index
  */
case class  EsConfig(val httpHosts:String,val transportHosts:String,val index:String,val clusterName:String)

2.DataLoader.scala

package test

import java.net.InetAddress

import com.mongodb.casbah.commons.MongoDBObject
import com.mongodb.casbah.{MongoClient, MongoClientURI}
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.{DataFrame, SparkSession}
import org.elasticsearch.action.admin.indices.create.CreateIndexRequest
import org.elasticsearch.action.admin.indices.delete.DeleteIndexRequest
import org.elasticsearch.action.admin.indices.exists.indices.IndicesExistsRequest
import org.elasticsearch.common.settings.Settings
import org.elasticsearch.common.transport.InetSocketTransportAddress
import org.elasticsearch.transport.client.PreBuiltTransportClient

/**
  * @Author : ASUS and xinrong
  * @Version : 2020/9/4
  *
  *   Spark SQL--初始化数据
  *   Spark SQL数据导入MongoDB
  */
object DataLoader {

  //---------- MongoDB 中的集合 Collection -------------------
  // Moive在MongoDB中的Collection名称【表】
  val MOVIES_COLLECTION_NAME = "Movie"
  // Rating在MongoDB中的Collection名称【表】
  val RATING_COLLECTION_NAME = "Rating"
  // Tag在MongoDB中的Collection名称【表】
  val TAGS_COLLECTION_NAME = "Tag"

  //-------ES 正则的使用---------------------------------------
  //ES TYPE的名称
  val ES_TAG_TYPE_NAME = "Movie" //表名
  //用正则表达式表示ES的port信息
  //一个普通的字符串.r之后就变成了正则表达式
  //(.+)-->任意多个字符
  //(\\d+)-->数字有多位
  val ES_HOST_PORT_REGEX = "(.+):(\\d+)".r

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //封装各个文件路径
    val DATAFILE_MOVIES = "D:\\tmp_files\\reco_data\\small\\movies.csv"
    val DATAFILE_RATINGS = "D:\\tmp_files\\reco_data\\small\\ratings.csv"
    val DATAFILE_TAGS = "D:\\tmp_files\\reco_data\\small\\tags.csv"

    val params = scala.collection.mutable.Map[String, String]()
    params += "spark.core" -> "local[*]"

    //---------------- 关于 MongoDB 的声明 -------------------------
    params += "mongodb.uri" -> "mongodb://192.168.212.21:27017/recom"
    params += "mongodb.db" -> "recom" //库名-recom
    // 定义mongoDB配置对象-隐式对象:
    implicit val mongoConfig = new MongoConfig(params("mongodb.uri"), params("mongodb.db"))

    //----------------- 关于ES的声明 --------------------------------
    params += "es.httpHosts" -> "192.168.212.21:9200" //外网访问
    params += "es.transportHosts" -> "192.168.212.21:9300" //内网访问
    params += "es.index" -> "recom"
    params += "es.cluster.name" -> "my-application"
    //定义ES配置对象(隐式)
    implicit val esConfig = new EsConfig(params("es.httpHosts"), params("es.transportHosts"), params("es.index"), params("es.cluster.name"))

    //一、声明Spark环境
    //1.config--对"local"做一层封装:
    val sparkConf = new SparkConf().setAppName("DataLoader").setMaster(params("spark.core"))
    //2.SparkSession
    val sparkSession = SparkSession.builder().config(sparkConf).getOrCreate()
    //二、加载数据集
    //1.声明各个数据所在路径(单独拿出来的原因:生产和测试时的路径通常不同,将各个文件的路径放在一起便于修改)
    val moviesRDD = sparkSession.sparkContext.textFile(DATAFILE_MOVIES)
    val ratingsRDD = sparkSession.sparkContext.textFile(DATAFILE_RATINGS)
    val tagsRDD = sparkSession.sparkContext.textFile(DATAFILE_TAGS)

    //------------------------------------  MongoDB-数据准备阶段  ---------------------------------------------------
    //2.将RDD转换成DataFrame--使用SparkSQL比较好的特性(读入/写出数据的时候很方便)
    //知识点参考:https://www.cnblogs.com/liuxinrong/articles/13393309.html
    //          https://www.cnblogs.com/liuxinrong/articles/13332014.html
    //1)import 导入隐式转换
    import sparkSession.sqlContext.implicits._
    //2)关联数据和Schema
    //注意:movie数据信息需要用"\^"分割行数据
    val movieDF = moviesRDD.map {
      line =>
        val strings = line.split("\\^")
        //定义Schema--通过case class方式(trim是将前后的空格去掉)
        Movie(strings(0).trim.toInt, strings(1).trim, strings(2).trim, strings(3).trim,
          strings(4).trim, strings(5).trim, strings(6).trim, strings(7).trim, strings(8).trim, strings(9).trim)
    }.toDF() //RDD转换成DF,便于使用Spark SQL操作DataFrame
    val ratingDF = ratingsRDD.map {
      line =>
        val strings = line.split(",")
        Rating(strings(0).trim.toInt, strings(1).trim.toInt, strings(2).trim.toDouble, strings(3).toInt)
    }.toDF()
    val tagDF = tagsRDD.map {
      line =>
        val strings = line.split(",")
        Tag(strings(0).trim.toInt, strings(1).trim.toInt, strings(2), strings(3).trim.toInt)
    }.toDF()
    //    movieOF.show() //默认最多展示20行数据
    //    ratingOF.show(2) //只展示2行结果数据
    //    tagOF.show()
    //---------------------------------------  写入MongoDB  ---------------------------------------------------------------
    //三、将数据写入到MongoDB
    storeDataInMongo(movieDF, ratingDF, tagDF)
    //------------------------------------  ElasticSearch-数据准备阶段  ---------------------------------------------------
    //将movie表和tag表(这两个表中含有文字类的数据)进行合并之后再存入ES
    //因为movie和tag表需要相交,所以直接随手就将他们缓存起来
    movieDF.cache()
    tagDF.cache()
    // 需要引入内置的函数库
    import org.apache.spark.sql.functions._
    //将tag这一列用分隔符“|”分隔开,再起一个新的名字-叫tags
    //tag的聚合-agg()
    //concat_ws()用来做分隔的
    //collect_set()是将指定的列转换成一行的形式,同时进行去重(collect_list()也是将列转换成行,但就没有去重这个功能)
    val tagCollectDF = tagDF.groupBy("mid").agg(concat_ws("|", collect_set("tag")).as("tags"))

    //以mid为聚合键做左连接
    val esMovieTagDF = movieDF.join(tagCollectDF, Seq("mid", "mid"), "left")
      .select("mid", "name", "descri", "timelong", "cal_issue", "shoot", "language", "genres", "actors", "directors", "tags")

    //展示一下Join之后的表
    //    esMovieDF.show()
    // ---------------------------------------  写入ElasticSearch  --------------------------------------
    //自定义写入ES的方法
    storeDataInES(esMovieTagDF)

    //使用(cache())完之后最好将他们unpersist()掉
    movieDF.unpersist()
    tagDF.unpersist()
    //关闭Spark
    sparkSession.close()
  }

  /**
    * MongoDB方法
    * 隐式参数:mongoConfig
    */
  def storeDataInMongo(moviesDF: DataFrame, ratingsDF: DataFrame, tagsDF: DataFrame)(implicit mongoConfig: MongoConfig): Unit = {
    //1.创建到MongoDB的连接去操作MongoDB--用到的是传入的隐式参数
    //mongoURI是MongoDB的地址
    val mongoClient = MongoClient(MongoClientURI(mongoConfig.uri))
    //对于MongoDB的删集合操作--删除某个库下的集合
    //MongoDB的驱动会自动创建Collection(集合),这个和ES不同
    mongoClient(mongoConfig.db)(MOVIES_COLLECTION_NAME).dropCollection()
    mongoClient(mongoConfig.db)(RATING_COLLECTION_NAME).dropCollection()
    mongoClient(mongoConfig.db)(TAGS_COLLECTION_NAME).dropCollection()

    //2.写入MongoDB
    moviesDF.write
      .option("uri", mongoConfig.uri) //MongoDB的地址
      .option("collection", MOVIES_COLLECTION_NAME) //要写入的集合名
      .mode("overwrite") //采用overwrite的写入方式可以不用先删除表格,先删除(双重保险)的话也可以
      .format("com.mongodb.spark.sql")
      .save() //保存
    ratingsDF.write
      .option("uri", mongoConfig.uri)
      .option("collection", RATING_COLLECTION_NAME)
      .mode("overwrite")
      .format("com.mongodb.spark.sql")
      .save()
    tagsDF.write
      .option("uri", mongoConfig.uri)
      .option("collection", TAGS_COLLECTION_NAME)
      .mode("overwrite")
      .format("com.mongodb.spark.sql")
      .save()

    //3.创建mongodb索引--写完数据之后就创建索引
    mongoClient(mongoConfig.db)(MOVIES_COLLECTION_NAME).createIndex(MongoDBObject("mid" -> 1)) //针对mid列创建索引
    mongoClient(mongoConfig.db)(RATING_COLLECTION_NAME).createIndex(MongoDBObject("uid" -> 1)) //针对mid列和uid列创建索引
    mongoClient(mongoConfig.db)(RATING_COLLECTION_NAME).createIndex(MongoDBObject("mid" -> 1))
    mongoClient(mongoConfig.db)(TAGS_COLLECTION_NAME).createIndex(MongoDBObject("mid" -> 1)) //针对mid列和uid列创建索引
    mongoClient(mongoConfig.db)(TAGS_COLLECTION_NAME).createIndex(MongoDBObject("uid" -> 1))

    //4.关闭MongoDB的连接
    mongoClient.close()
  }

  /**
    * 将数据写入ElasticSearch库的方法
    * 隐式参数:esConfig(定义ES的配置,并将其以隐式参数的形式传入进来)
    */
  def storeDataInES(esMovieTagDF: DataFrame)(implicit esConfig: EsConfig): Unit = {
    //1.给要操作的Index取名称--库名
    val indexName = esConfig.index //库名-"recom"
    //2.连接ES的配置--集群名
    val settings = Settings.builder().put("cluster.name", esConfig.clusterName).build()
    //3.创建连接ES的客户端
    val esClient = new PreBuiltTransportClient(settings)
    //4.设置ES集群的IP(集群解析)
    //ES对象中的TransportHost属性保存所有ES节点信息,
    // 以下方法将所有节点的信息遍历出来
    //"192.168.109.141:9300,192.168.109.142:9300,192.168.109.143:9300"
    esConfig.transportHosts.split(",")
      .foreach {
        //Scala中正则表达式的用法:case+正则表达式
        //192.168.212.21:9300
        case ES_HOST_PORT_REGEX(host: String, port: String) =>
          esClient.addTransportAddress(new InetSocketTransportAddress(InetAddress.getByName(host), port.toInt))
      }
    //先判断,如果Index已经存在,就先删除
    if (esClient.admin().indices().exists(new IndicesExistsRequest(indexName)).actionGet().isExists) {
      esClient.admin().indices().delete(new DeleteIndexRequest(indexName))
    }
    //5.创建Index--库
    esClient.admin().indices().create(new CreateIndexRequest(indexName))
    //6.创建Type--表
    //将indexName--库名"recom"和另外一个变量--表名"Movie"拼到一起
    val movieTypeName = s"$indexName/$ES_TAG_TYPE_NAME"
    //失效时间为100秒
    val movieOption = Map("es.nodes" -> esConfig.httpHosts, "es.http.timeout" -> "100m", "es.mappting.id" -> "mid")
    //7.写数据
    esMovieTagDF.write
      .options(movieOption)
      .mode("overwrite")
      .format("org.elasticSearch.spark.sql")
      .save(movieTypeName)
  }
}

 二、涉及到的存储信息图解

 

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