Hive的调优(二)

表的优化

Join
Join原则:
1)小表Join大表,
将key相对分散,并且数据量小的表放在join的左边,这样可以有效减少内存溢出错误发生的几率;再进一步,可以使用Group让小的维度表(1000条以下的记录条数)先进内存。在map端完成reduce。
2)多个表关联时,最好分拆成小段,避免大sql(无法控制中间Job)
3)大表Join大表
(1)空KEY过滤
有时join超时是因为某些key对应的数据太多,而相同key对应的数据都会发送到相同的reducer上,从而导致内存不够。此时我们应该仔细分析这些异常的key,很多情况下,这些key对应的数据是异常数据,我们需要在SQL语句中进行过滤。例如key对应的字段为空,操作如下:
环境准备:

create table ori(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) row format delimited fields terminated by '\t';

create table nullidtable(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) row format delimited fields terminated by '\t';

create table jointable(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) row format delimited fields terminated by '\t';

load data local inpath '/home/admin/modules/apache-hive-1.2.2-bin/hive_big_table/*' into table ori; 

load data local inpath '/home/admin/modules/apache-hive-1.2.2-bin/hive_have_null_id/*' into table nullidtable; 

不过滤:

INSERT OVERWRITE TABLE jointable
SELECT a.* FROM nullidtable a JOIN ori b ON a.id = b.id;

结果:

Table default.jointable stats: [numFiles=1, numRows=200001, totalSize=24409561, rawDataSize=24209560]
Time taken: 46.268 seconds

过滤:

INSERT OVERWRITE TABLE jointable
SELECT a.* FROM (SELECT * FROM nullidtable WHERE id IS NOT NULL ) a JOIN ori b ON a.id = b.id;

结果:

Table default.jointable stats: [numFiles=1, numRows=200001, totalSize=24409561, rawDataSize=24209560]
Time taken: 35.636 seconds

(2)空key转换
有时虽然某个key为空对应的数据很多,但是相应的数据不是异常数据,必须要包含在join的结果中,此时我们可以表a中key为空的字段赋一个随机的值,使得数据随机均匀地分不到不同的reducer上。例如:
不随机分布:

set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=32123456;

INSERT OVERWRITE TABLE jointable
SELECT a.*
FROM nullidtable a
LEFT JOIN ori b ON CASE WHEN a.id IS NULL THEN 'hive' ELSE a.id END = b.id;

结果:可以看出来,出现了数据倾斜,某些reducer的资源消耗远大于其他reducer。
随机分布:

set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=32123456;
INSERT OVERWRITE TABLE jointable
SELECT a.*
FROM nullidtable a
LEFT JOIN ori b ON CASE WHEN a.id IS NULL THEN concat('hive', rand()) ELSE a.id END = b.id;

结果:可以看出来,消除了数据倾斜,负载均衡reducer的资源消耗

MapJoin

如果不指定MapJoin或者不符合MapJoin的条件,那么Hive解析器会将Join操作转换成Common Join,即:在Reduce阶段完成join。容易发生数据倾斜。可以用MapJoin把小表全部加载到内存在map端进行join,避免reducer处理。
1)开启MapJoin参数设置:
(1)设置自动选择Mapjoin
set hive.auto.convert.join = true; 默认为true
(2)大表小表的阈值设置(默认25M以下认为是小表):
set hive.mapjoin.smalltable.filesize=25123456;
2)MapJoin工作机制
在这里插入图片描述
首先是Task A,它是一个Local Task(在客户端本地执行的Task),负责扫描小表b的数据,将其转换成一个HashTable的数据结构,并写入本地的文件中,之后将该文件加载到DistributeCache中。

接下来是Task B,该任务是一个没有Reduce的MR,启动MapTasks扫描大表a,在Map阶段,根据a的每一条记录去和DistributeCache中b表对应的HashTable关联,并直接输出结果。

由于MapJoin没有Reduce,所以由Map直接输出结果文件,有多少个Map Task,就有多少个结果文件。
Group By
默认情况下,Map阶段同一Key数据分发给一个reduce,当一个key数据过大时就倾斜了。
并不是所有的聚合操作都需要在Reduce端完成,很多聚合操作都可以先在Map端进行部分聚合,最后在Reduce端得出最终结果。
1)开启Map端聚合参数设置
(1)是否在Map端进行聚合,默认为True
set hive.map.aggr = true;

(2)在Map端进行聚合操作的条目数目

set hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000;

(3)有数据倾斜的时候进行负载均衡(默认是false)

set hive.groupby.skewindata = true;
当选项设定为 true,生成的查询计划会有两个MR Job。第一个MR Job中,Map的输出结果会随机分布到Reduce中,每个Reduce做部分聚合操作,并输出结果,这样处理的结果是相同的Group By Key有可能被分发到不同的Reduce中,从而达到负载均衡的目的;第二个MR Job再根据预处理的数据结果按照Group By Key分布到Reduce中(这个过程可以保证相同的Group By Key被分布到同一个Reduce中),最后完成最终的聚合操作。

Count(distinct)

数据量小的时候无所谓,数据量大的情况下,由于COUNT DISTINCT操作需要用一个Reduce Task来完成,这一个Reduce需要处理的数据量太大,就会导致整个Job很难完成,一般COUNT DISTINCT使用先GROUP BY再COUNT的方式替换:
环境准备:

create table bigtable(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) row format delimited fields terminated by '\t';

load data local inpath '/home/admin/softwares/data/100万条大表数据(id除以10取整)/bigtable' into table bigtable;

set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=32123456;
SELECT count(DISTINCT id) FROM bigtable;

结果:

c0
100001
Time taken: 35.49 seconds, Fetched: 1 row(s)

可以转换成:

set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=32123456;
SELECT count(id) FROM (SELECT id FROM bigtable GROUP BY id) a;

结果:

Stage-Stage-1: Map: 1  Reduce: 4   Cumulative CPU: 13.07 sec   HDFS Read: 120749896 HDFS Write: 464 SUCCESS
Stage-Stage-2: Map: 3  Reduce: 1   Cumulative CPU: 5.14 sec   HDFS Read: 8987 HDFS Write: 7 SUCCESS
_c0
100001
Time taken: 51.202 seconds, Fetched: 1 row(s)

虽然会多用一个Job来完成,但在数据量大的情况下,这个绝对是值得的。

笛卡尔积

尽量避免笛卡尔积,即避免join的时候不加on条件,或者无效的on条件,Hive只能使用1个reducer来完成笛卡尔积。

使用分区剪裁、列剪裁

在SELECT中,只拿需要的列,如果有,尽量使用分区过滤,少用SELECT *。
在分区剪裁中,当使用外关联时,如果将副表的过滤条件写在Where后面,那么就会先全表关联,之后再过滤,比如:
环境准备:

create table ori(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) row format delimited fields terminated by '\t';
create table bigtable(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) row format delimited fields terminated by '\t';
load data local inpath '/home/admin/softwares/data/加递增id的原始数据/ori' into table ori;
load data local inpath '/home/admin/softwares/data/100万条大表数据(id除以10取整)/bigtable' into table bigtable;

先关联再Where:

SELECT a.id
FROM bigtable a
LEFT JOIN ori b ON a.id = b.id
WHERE b.id <= 10;

正确的写法是写在ON后面:先Where再关联

SELECT a.id
FROM ori a
LEFT JOIN bigtable b ON (a.id <= 10 AND a.id = b.id);

或者直接写成子查询:

SELECT a.id
FROM bigtable a
RIGHT JOIN (SELECT id
FROM ori
WHERE id <= 10
) b ON a.id = b.id;

动态分区调整

关系型数据库中,对分区表Insert数据时候,数据库自动会根据分区字段的值,将数据插入到相应的分区中,Hive中也提供了类似的机制,即动态分区(Dynamic Partition),只不过,使用Hive的动态分区,需要进行相应的配置。
1)开启动态分区参数设置
(1)开启动态分区功能(默认true,开启)

hive.exec.dynamic.partition=true

(2)设置为非严格模式(动态分区的模式,默认strict,表示必须指定至少一个分区为静态分区,nonstrict模式表示允许所有的分区字段都可以使用动态分区。)

hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict

(3)在所有执行MR的节点上,最大一共可以创建多少个动态分区。

hive.exec.max.dynamic.partitions=1000
(4)在每个执行MR的节点上,最大可以创建多少个动态分区。该参数需要根据实际的数据来设定。比如:源数据中包含了一年的数据,即day字段有365个值,那么该参数就需要设置成大于365,如果使用默认值100,则会报错。

hive.exec.max.dynamic.partitions.pernode=100

(5)整个MR Job中,最大可以创建多少个HDFS文件。

hive.exec.max.created.files=100000

(6)当有空分区生成时,是否抛出异常。一般不需要设置。

hive.error.on.empty.partition=false

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