Scala面向对象彻底精通及Spark源码阅读

 
第二课：Scala面向对象彻底精通及Spark源码阅读

 
 
 

一、 Scala中的类、object实战详解

Scala是纯面向对象语言。谈面向对象，一定要谈类，类把数据和代码封装起来。

 

类

跟Java一样，Scala也是用关键字class来定义类。示例如下：

 

scala> class HiScala{

     | private var name = "Spark"

     | def sayName(){println(name)}

     | def getName = name

     | }

defined class HiScala

 

以上代码，定义了一个名称为HiScala的类，默认情况下是public级别，所以public关键字可以不写。

ü 定义了一个属性name，为可变变量，访问级别为private，在类的外面不能被访问！

ü 定义一个函数：sayName

ü 定义一个函数：getName

在Scala中，变量与类中的方法是同等级的，可以直接相互赋值。

 

 

创建类实例

 

scala> val scal = new HiScala

scal: HiScala = HiScala@1c655221

//此时，scal就是HiScala类的一个实例。但是，在Scala中我们一边不会用new来创建类的实例，而是用apply工厂方法模式来创建。

 

//调用scal的sayName方法，用于打印出name成员的值。

scala> scal.sayName()

Spark

 

//由于sayName没有传参数，所以可以把括号去掉，这样更简洁。

scala> scal.sayName

Spark

 

//调用getName方法，访问name成员的值

scala> scal.getName

res2: String = Spark

//此时确实返回了name的值。

 

//该示例中name是私有的，所以不能直接访问scal实例的name，如下访问就出错了。

scala> scal.name

<console>:10: error: variable name in class HiScala cannot be accessed in HiScala

              scal.name

                   ^

get与set

Scala的get和set跟Java的get和set有很大的差异。

在Scala中，如果给变量前定义了private，那么Scala解释器会给这个变量自动生成private的get和set方 法；

如果变量前没有定义了private，那么解释器会给这个变量自动生成public的get和set方法，这样就可以直接访问该类的实例对象的成员变量，实际访问的是它的set和get方法。

 

//我们重新改造上面的类，把属性name前面的private访问级别去掉。

scala> class HiScala{

     |        var name = "Spark"   //去掉了private关键字

     |        def sayName(){println(name)}

     |        def getName = name

     |        }

defined class HiScala

 

scala> val scal = new HiScala

scal: HiScala = HiScala@1e6d1014

 

//访问name属性, 值为Spark

scala> scal.name

res4: String = Spark

//此时虽然是访问属性name，但其实不是直接访问var指定的变量name，而是Scala解释器自动给name生成public级别的get和set方法。

 

//修改name属性

scala> scal.name="Scala"

scal.name: String = Scala

 

//再次访问name属性, 值已经变为Scala

scala> scal.name

res5: String = Scala

 

 

自定义的get和set

scala> class Person {

     |     private var myName = "Flink"

     |     def name = this.myName        //自定义get方法

     |     def name_=(newName : String){  //自定义set方法，注意下划线和等号之间没有空格！

     |         myName = newName

     |         println("Hi " + myName)        

     |     }

     | }

defined class Person

 

// luck为Person 类的实例

scala> val luck = new Person

luck: Person = Person@6a5fc7f7

 

//通过自定义的get方法，访问到了myName属性

scala> luck.name

res0: String = Flink

 

//调用自定义的set方法，修改了myName属性

scala> luck.name = "Spark"

Hi Spark

luck.name: String = Spark

 

//再次访问myName属性，发现属性值已经变成Spark

scala> luck.name

res2: String = Spark

 

//修改上面的示例，仅仅暴露属性的get方法，没有为其复写set方法。但是提供一个名为update的方法用来修改该属性的值。

scala> class Person {

     |     private var myName = "Flink"

     |     def name = this.myName  //get方法

     |     def update(newName : String){

     |         myName = newName

     |         println("Hi " + myName)        

     |    }

     | }

defined class Person

 

// luck为Person 类的实例

scala>   val luck = new Person

luck: Person = Person@7c469c48

 

//通过自定义的get方法，访问myName属性值，初始值为Flink

scala> luck.name

res4: String = Flink

 

//想直接通过set方法来修改myName，会提示出错，因为没有复写set方法。

scala> luck.name="Hadoop"

<console>:9: error: value name_= is not a member of Person

       luck.name="Hadoop"

            ^

 

//通过额外提供的update方法来修改属性

scala> luck.update("Hadoop")

Hi Hadoop

 

//再次查看myName属性值，发现已经变成了Hadoop

scala> luck.name

res6: String = Hadoop

 

 

private[this]

private[this]至关重要的，在Spark源码中随处可见。

代表属性或方法为对象私有！在类私有的基础上更强一层的控制。

 

//定义一个类:Person

scala> class Person {

     |     private var myName = "Flink"

     |     def name = this.myName  

     |     def update(newName : String){  

     |         myName = newName

     |         println("Hi " + myName)        

     |     }

     |     def talk(p:Person) = {

     |         println("hello:"+p.name)

     |     }  

     | }

defined class Person

 

//定义 p1为Person对象

scala> val p1=new Person

p1: Person = Person@14555e0a

//定义 p2为Person对象

scala> val p2=new Person

p2: Person = Person@1b2abca6

 

//把p1的myName 属性值改为p1

scala> p1.update("p1")

Hi p1

 

//把p2的myName 属性值改为p2

scala> p2.update("p2")

Hi p2

 

//查看p1的myName 属性值，此时已经改为p1

scala> p1.name

res14: String = p1

 

//查看p2的myName 属性值，此时已经改为p2

scala> p2.name

res15: String = p2

 

//调用p1的talk方法，传入p2对象，打印出p2的myName 属性值

scala> p1.talk(p2)

hello:p2

 

 

//我们修改一下代码，看看下面代码：

scala> class Person {

     |     private[this] var name = "Flink"

     |     def update(newName : String){  

     |         name = newName

     |         println("Hi " + name)        

     |     }

     |     def talk(p:Person) = {

     |         println("hello:"+p.name)

     |     }  

     | }

<console>:15: error: value name is not a member of Person

               println("hello:"+p.name)

                                  ^

//此时，在定义类时就报错！因为talk方法中p参数是Person类的对象，而name属性被限制为private[this]，所以只能在Person类内部使用，Person类的对象无权使用。也就是说在Person类中，update方法中可以使用name，但是talk方法访问对象p的name是不允许的！

 

// private[this]改成private之后，下面的写法就能正常定义，代码如下：

scala> class Person {

     |     private var name = "Flink"

     |     def update(newName : String){  

     |         name = newName

     |         println("Hi " + name)        

     |     }

     |     def talk(p:Person) = {

     |         println("hello:"+p.name)

     |     }  

     | }

defined class Person

scala>

 

构造器的重载

scala> class Person {

     |     private[this] var name = "Flink"

     |     private[this] var age = 10

     |     def update(newName : String){  

     |         name = newName

     |         println("Hi " + name)        

     |     }

     |  

     |         

     |     //重载的构造器，首先调用默认的构造器

     |     def this(name:String){

     |       this()

     |       this.name=name

     |     }

     |     

     |     //重载的构造器，调用上面已经存在的构造器

     |     def this(name:String, age:Int){

     |       this(name)

     |       this.age=age  

     |     }

     | }

defined class Person

 

 

在Spark源码中，构造器重载非常常见，如下图所示：

 

（图一）
从图一的源代码中可以看出，SparkContext类重写了有很多构造器，在创建SparkContext实例对象时，传递不同的参数来调用相应的构造器。

 

在Spark中，与类名放在一起的构造器为默认构造器，如下所示：

 

（图二）
 

默认构造器可以带参数也可以不带参数，在图二所示的源代码SparkContext类中，默认构造器带有一个参数。初始化类成员的工作，都放在默认构造器中完成。在SparkContext类中，creationSite、allowMultipleContexts等变量，就是在SparkContext类的默认构造器中完成。

 

object

 

定义一个类同名的object对象，里面存放静态的成员或者方法，把该object对象称之为该类的伴生对象。

查看SparkContext源码，如下图三所示：

 

（图三）
在图三中，SparkContextobject为SparkContext类的伴生对象，里面存放一系列静态的成员和静态的方法。而且，当我们第一次调用SparkContext时，SparkContext伴生对象会被执行一次，仅此一次。

 

 

下面是一个示例：

 

（图4）
上图中object Person是classPerson的伴生对象，class Person称之为object Person的伴生类。伴生对象适合在里面定义一些工具方法，以及存放一些全局唯一的常量，节省空间。

 

 

//第一次调用：Person伴生对象的getSalary方法

//此时，我们发现：Person伴生对象被初始化，打印出字符串Scala。

scala> Person.getSalary

Scala

res34: Double = 0.0

 

//第二次调用：Person伴生对象的getSalary方法

//此时，我们发现：Person伴生对象不再需要初始化，没有打印出字符串Scala。

scala> Person.getSalary

res35: Double = 0.0

以上示例中确实验证了：伴生对象会被执行一次，仅此一次。

 

Scala中，我们在定义类的对象时，一般都不会用new类名，再传入参数的方式来定义。而是直接用类名，或者类名加参数的方式。例如，我们重温下面的示例：

我们构造一个数组，其实是调用Array的伴生对象object Array的apply方法。

scala> val array=Array(1,2,3)

array: Array[Int] = Array(1, 2, 3)

 

scala> val array=Array.apply(1,2,3)

array: Array[Int] = Array(1, 2, 3)

以上两种定义数组的方式效果是一样的。apply方法就是当前类的伴生对象的工厂方法。延伸一下，Java水平比较高才编程人员，在构造Java对象时，一般来说不会直接new一个类，而是通过工厂方法模式来创建。而Scala语言中，天生就支持这次模式，所以在具体类对象构造时，一般都是在伴生类的伴生对象的apply方法中去实现！这样可以控制对象的生成。

二、 Scala中的抽象类、接口实战详解

abstract

抽象类使用abstract关键字，以Spark源码RDD类为示例，如下图5所示：

 

（图5）
子类去继承抽象类，跟Java一样，也是使用extends关键字。如JdbcRDD就继承了RDD抽象类，如下：

class JdbcRDD[T: ClassTag](

    sc: SparkContext,

    getConnection: () => Connection,

    sql: String,

    lowerBound: Long,

    upperBound: Long,

    numPartitions: Int,

    mapRow: (ResultSet) => T = JdbcRDD.resultSetToObjectArray _)

  extends RDD[T](sc, Nil) with Logging {

那么JdbcRDD就可以使用父类RDD所有它可以使用的属性和方法。

当然，子类也可以覆盖父类的属性和方法。注意，这里面有个前提，父类的属性和方法没有加final。

 

一个抽象类，那么里面肯定是定义了某个方法，但是没有又实现体，只有方法的说明。比如：

 

（图六）
上图代码块中，compute就是RDD抽象类的一个方法，只有说明，没有实现体。

 

override

在上面JdbcRDD子类中，因为JdbcRDD继承了RDD抽象类，那么在JdbcRDD中一定要复写compute方法。如下所示：

 
使用override关键字表示复写父类的该方法。除了覆盖父类的方法，也可以使用override来覆盖父类的val属性。父类在定义属性时没有给具体的值，就是抽象属性，在子类中，子类必须覆盖该属性。

 

trait

相当于Java的接口。在trait定义的类中可以定义抽象方法，但是又没有具体的实现。子类可以使用extends关键字来继承该父类。

 

以Spark源码中的RDD类为示例，RDD继承了Serializable和Logging两个父类。一个子类如果继承多个父类，那么继承的第一个父类前使用extends关键字，后面的父类使用with关键字。RDD继承的这两个父类，在定义时都使用trait关键字来定义。Scala语法中，不允许一个子类同时继承多个抽象父类，但是允许同时继承多个trait父类。

abstract class RDD[T: ClassTag](

    @transient private var _sc: SparkContext,

    @transient private var deps: Seq[Dependency[_]]

  ) extends Serializable
with Logging {

 

 

下面是Serializable类的源码：

 

 

trait的用途，更多的是作为工具方法的容器。我们把通用的功能，放在trait中。一个子类，如果需要把很多通用的功能都混进来，那么就需要继承多个trait父类，继承的第一个父类使用extends，后面的父类使用with。Spark源码Master类就是一个示例，继承了多个父类。

 

 

三、 综合案例及Spark源码解析

 

阅读Spark源码中的SparkContext类，熟悉第一课和本课的知识点。

DT大数据梦工厂