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Apache Spark란?
💡 Apache Spark 는 대용량 데이터를 여러 대의 컴퓨터에 분산하여 동시에 빠르게 처리 할 수 있는 오픈소스 분산 컴퓨팅 엔진입니다.Spark는 분산 처리(Distributed Processing) 엔진입니다. 단일 서버로 10시간 걸리는 ETL 작업을 10대의 서버에 분산하면 1시간으로 줄어듭니다. Databricks는 이 Spark 위에 클러스터 관리, 모니터링, 최적화(Photon 엔진)를 추가한 관리형 플랫폼입니다. 현업에서 Spark를 써야 하는 가장 현실적인 이유는 데이터 크기 입니다. 단일 서버의 메모리(보통 64~256GB)에 담을 수 없는 데이터를 처리해야 할 때 Spark가 필요합니다. pandas로 처리하던 데이터가 수십 GB를 넘어가기 시작하면,
MemoryError가 발생하기 시작하고, 그때가 Spark로 전환해야 할 시점입니다. 반대로 데이터가 10GB 이하라면 pandas나 Polars가 오히려 빠를 수 있습니다 — Spark는 분산 환경의 오버헤드(네트워크, 직렬화)가 있기 때문입니다.
Spark의 아키텍처: Driver와 Executor
Spark는 Driver 와 Executor 라는 두 가지 역할로 구성됩니다.
출처: Apache Spark 공식 문서 — Cluster Mode Overview
💡 노드(Node)란? 클러스터를 구성하는 개별 컴퓨터(또는 가상 머신)를 말합니다. Driver가 실행되는 노드를 Driver Node, Executor가 실행되는 노드를 Worker Node 라고 부릅니다.
Spark의 핵심 개념: DataFrame
Spark에서 데이터를 다루는 가장 기본적인 구조는 DataFrame 입니다.💡 DataFrame 은 행(Row)과 열(Column)로 구성된 분산 데이터 구조입니다. 엑셀의 시트나 SQL 테이블과 비슷하게 생겼지만, 내부적으로는 여러 Executor에 데이터가 나뉘어(Partition) 저장되어 있습니다.
파티션(Partition) — 분산의 단위
💡 파티션(Partition) 이란 DataFrame의 데이터를 물리적으로 나눈 조각입니다. 각 Executor는 하나 이상의 파티션을 담당하여 병렬로 처리합니다.
DataFrame (1억 건)을 4개 파티션으로 나누어 4개 Worker가 동시에 병렬 처리합니다.
Transformation과 Action
Spark의 연산은 크게 Transformation(변환) 과 Action(실행) 으로 나뉩니다. 이 구분은 Spark의 지연 실행(Lazy Evaluation) 방식과 직접 관련됩니다.Transformation (변환) — “계획 세우기”
데이터를 어떻게 변환할지 계획만 세우고, 실제로 실행하지는 않습니다.Action (실행) — “계획 실행하기”
실제로 데이터를 처리하고 결과를 반환합니다. Action이 호출되면 그때서야 위의 모든 Transformation이 실행됩니다.💡 지연 실행(Lazy Evaluation)이란? Spark가 Transformation을 즉시 실행하지 않고, Action이 호출될 때까지 기다리는 전략입니다. 이렇게 하면 Spark가 전체 실행 계획을 먼저 최적화한 후 실행할 수 있어서, 불필요한 계산을 줄이고 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
주요 Transformation과 Action 목록
Spark SQL — SQL로 분산 처리하기
Spark의 강력한 장점 중 하나는 SQL로도 분산 처리가 가능 하다는 것입니다. Python DataFrame API와 SQL을 자유롭게 혼합하여 사용할 수 있습니다.%sql 매직 커맨드를 사용하여 노트북 셀에서 직접 SQL을 실행할 수도 있습니다.
실습: 기본 데이터 처리
Databricks에서의 Spark
Databricks에서 Spark를 사용할 때 알아두면 좋은 점들을 정리하겠습니다.🆕 Databricks Runtime 18.x: 최신 Databricks Runtime은 Apache Spark 4.1.0 을 기반으로 하며, 성능 개선과 새로운 기능들이 포함되어 있습니다. 클러스터 생성 시 최신 Runtime을 선택하시면 최적의 성능을 경험하실 수 있습니다.