一、整体流程
每个Aciton操作会创建一个JOB，JOB会提交给DAGScheduler，DAGScheduler根据RDD依赖的关系划分为多个Stage，每个Stage又会创建多个TaskSet，每个TaskSet包含多个Task，这个Task就是每个分区的并行计算的任务。DAGScheduler将TaskSet按照顺序提交给TaskScheduler，TaskScheduler将每一个任务去找SchedulerBackend申请执行所需要的资源，获取到资源后，SchedulerBackend将这些Task提交给Executor，Executor负责将这些任务运行起来。
二、JOB提交
2.1、为什么需要action操作
在Spark中，分为transformation操作和action操作。执行用户程序时，transformation操作将一个RDD转换成了新的RDD，并在compute()函数中，记录了如何根据父RDD计算出当前RDD的数据、RDD如何分区等信息，并且能够得出最后一个RDD的数据。 但是RDD中的每个分区中依然是一条一条的分散的数据，那么要对最后一个RDD执行什么操作呢？这就是action操作的作用。
2.2、Job提交
每个action操作都会生成一个Job，这个Job包含了需要计算的RDD对象、需要计算的分区、需要执行什么样的计算。RDD和用户执行的计算都是可以序列化的，RDD序列化之后，在Executor中反序列化之后即可得到该RDD对象，再根据对象compute()函数就可以计算出某个分区的数据。JOB中包含的数据如下所示
2.3、分布式执行
当提交Job以后，就可以将Job划分为多个并行的任务，每个任务计算指定分区的一个分区即可。通过RDD的计算函数即可计算出该分区的数据，今儿计算出分区的结果。
三、Stage划分
3.1、宽依赖和窄依赖
如果一个RDD的每个分区最多只能被一个Child RDD的一个分区所使用， 则称之为窄依赖（Narrow dependency）， 如果被多个Child RDD分区依赖， 则称之为宽依赖（wide dependency）
3.2、Stage划分
在用户编写的一系列转换中，多个RDD可能既形成了多次窄依赖，也形成了多次宽依赖，连续的窄依赖可以通过一个任务进行流水线处理，但是如果遇到了宽依赖，就必须先将父RDD的所有数据都进行计算并保存起来，再进行RDD的运算。在一个Job中，action操作知识定义了在最后的RDD中执行何种操作，而最后的RDD会依赖上个RDD，上个RDD又会有其他依赖，这样就形成了一系列的依赖关系。如果为宽依赖的话，就在依赖的地方进行切分，先将宽依赖的父RDD进行计算出来，再计算后续的RDD，按照快依赖被划分的过程，即为Stage划分的过程。
如上图所示，rdd1->rdd2,rdd3->rdd4是窄依赖，rdd2->rdd3,rdd4->rdd5是宽依赖。在发生shuffle的位置，Spark将计算分为两个阶段分别执行，每发生一次shuffle，Spark就将计算划分为先后的两个阶段，如下图
在划分阶段的过程中，对于某个阶段而言其并行的计算任务都完全相同，因此在Job执行的过程中，并行计算就是指每个阶段中任务并行的计算。如在Stage1中，每个分区的数据可以使用一个任务进行计算。10000个分区即可在集群中并行运行10000个任务进行计算。如果集群资源不够，可以将10000个任务依次在集群中运行，直到运行完毕，再进行Stage2的计算。Stage2也会根据分区数启动多个任务并行的加载Stage1生成的数据，完成Stage2的计算。
在一个Job的运行过程中，所有的Stage其实都是为最后一个Stage做准备，因为action操作只需要最后一个RDD的数据。因此最后一个Stage称为ResultStage，之前所有的Stage都是由Shuffle引起的中间计算过程，被称为ShuffleMapStage。其过程如下图
3.3、Spark实现
再Spark实现中，SparkContext将Job提交至DAGScheduler,DAGScheduler获取Job中执行action操作的RDD，将最后执行action操作的RDD划分到最后的ResultStage中，然后遍历该RDD的依赖和所有的父依赖，每遇到宽依赖就将两个RDD划分到两个不同的Stage中，遇到窄依赖就将窄依赖的多个RDD划分到一个Stage中，经过这次操作，一个RDD就划分为有多个依赖关系的Stage。再每个Stage中，所有的RDD之间都是窄依赖的关系，Stage之间的RDD都是宽依赖的关系。DAGScheduler将最初被依赖的Stage提交，计算该Stage中的数据，计算完成后，再将后续的Stage提交，知道最后运行的ResultStage，则整个计算Job完成。ResultStage和ShuffleMapStage结构如下图
在生成ShuffleapStage时，ShuffleDependency起到了承上启下的作用，如果两个RDD之间为宽依赖，子RDD的依赖为ShuffleDependency；在划分Stage的时候，父Stage会保存该ShuffleDependency，以便在执行父Stage的时候，根据ShuffleDependency获取Shuffle的写入器，在子Stage执行的时候，会根据RDD的依赖关系使用相同的ShuffleDependency获取Shuffle的读取器。
在计算过程中，ShuffleMapStage会生成该Stage的结果，为下一个Stage提供数据，计算下一个Stage的RDD的时候，会拉取上一个Stage的计算结果。上一个Stage的计算保存在哪呢？答案是Spark的组件MapOutputTracker。MapOutputTracker也是主从结构，Executor端是MapOutputTrackerWroker，当ShuffleMapStage的任务运行完成后，会通过Executor上的MapOutputTrackerWroker将数据保存的位置发送到Driver上的MapOutputTrackerMaster中。在后续Stage需要上一个Stage的计算结果的时候，就通过MapOutputTrackerMaster询问计算结果的保存位置，进而加载相应的数据。
四、Task划分
DAGScheduler将Job划分为多个Stage之后，下一步就是将Stage划分为多个可以在集群中并行执行的任务，只有将任务并行执行，Stage才能更快的完成。
4.1、任务的个数
由于Stage中都是对RDD的计算，RDD又是分区的，所以在对任务进行划分的时候，每个分区可以启动一个任务进行计算。无论是ResultStage还是ShuffleMapStage，每个阶段能够并行执行的任务数量都取决于该阶段中最后一个Rdd的分区数量
上面已经介绍，在一个Stage中，RDD的依赖关系是窄依赖，所以最后一个RDD的分区数量取决于其依赖的RDD的分区数量，一直依赖到该阶段的开始的RDD的分区。对于第一阶段开始的RDD分为两种情况：
- 第一种为初始的RDD，即从数据源加载数据形成的初始RDD，这种情况的分区数量取决于初始RDD的形成分区方式。
- 第二种为该阶段的初始RDD为Shuffle阶段的Reduce任务，这种情况下，该RDD的分区数量取决于在Shuffle的Map阶段最后一个RDD的分区器设置的分区数量。
4.2、Task的生成
当确定了每个Stage的分区数量之后，就需要为每个分区生成相应的计算任务，该计算任务就是需要对该阶段的最后一个RDD执行什么操作
在ResultStage中，需要对最后一个RDD的每个分区分别执行用户自定义的action操作，所以在ResultStage中生成的每个Task都包含以下三个部分
- 需要对哪个RDD进行操作
- 需要对RDD哪个分区进行操作
- 需要对分区的内容执行什么样的操作
在ResultStage中划分的Task称为ResultTask，ResultTask中包含了ResultStage中最后一个RDD，即执行action操作的的RDD，需要计算的RDD分区的id和执行action操作的函数。
在ShuffleMapStage中，最终需要完成Shuffle过程中的Map阶段的操作，每个分区按照Shuffle中的Map端定义的过程执行数据的分组操作，将分组结果进行保存，并将保存结果位置通知Driver端的MapOutputTrackerMaster，MapOutputTrackerMaster保存着每一个Shuffle中Map输出的位置。在ShuffleMapStage中划分的Task称为ShuffleMapTask。ShuffleMapTask同样由三个重要的部分组成：Stage中最后的RDD、需要计算的分区的id、划分Stage的ShuffleDependency
4.3、Task的最佳运行位置
生成Task时，还会计算Task的最佳运行位置。虽然RDD包含计算RDD的所有信息，可以在任何节点上运行，但是如果通过为Task计算分配最佳的运行位置，可以将Task调度到含有该Task需要的数据的节点，从而实现移动计算而不是移动数据的目的。Spark会根据RDD可能分布的的情况，将Task的运行位置主要分为Host级别和Executor级别。当一个RDD被某个Executor缓存，则对该RDD计算时，优先会把计算的Task调度到该Executor中执行。当一个RDD需要的数据存在某个host中时，则会把该Task调度到这个节点的Executor中
