大二暑假第六周总结--开始学习Hadoop基础（五）

　　简单学习数据仓库HIVE

• HIVE是一个构建于Hadoop顶端的数据仓库工具
• 支持大规模数据存储，分析，具有良好的可扩展性
• 某种程度上可以看做是用户编程接口，本身不存储和处理数据
• 依赖分布式系统HDFS存储数据
• 定义了简单的类似SQL的查询语言——HIVEQL
• 用户可以通过编写的HIVEQL语句运行在MapReduce任务
• 可以很容易把原来构建在关系数据库上的数据仓库应用程序移植到Hadoop平台上
• 是一个可以提供有效，合理，直观组织和使用数据的分析工具

　　特点：1.采用批处理方式处理海量数据：HIVE需要把HIVEQL语句转化成MapReduce任务进行运行，数据仓库存储的是静态数据，对静态数据的分析适合采用批处理方式，不需要快速相应给出结果，而且数据本身也不会频繁变化，2.本身提供一系列对数据进行提取，转换，加载（ETL）的工具，可以存储，查询和分析在Hadoop中大规模数据，这些工具能够很好地满足数据仓库各种应用场景

　　与传统数据库的对比

　　HIVE在企业大数据分析平台中的应用（一种）

　　HIVE在Facebook公司中的应用：

• 基于Oracle的数据茶农库系统已经无法满足急诊的业务需求
• Facebook公司开发了数据库仓库工具HIVE，并在企业内部进行大量部署

 　　HIVE系统架构：

• 用户接口模块包括CLI，HWI，JDBC，ODBC，Thrift Server
• 驱动模块（Driver）包括编译器，优化器，执行器等，负责把HiveQL语句转化成一系列MapReduce作业
• 元数据存储模块（Metastore）是一个独立的关系型数据库（自带derby数据库或者MySQL数据库）

　　SQL语句转化成MapReduce作业的基本原理

　　1.join的实现原理

　　2.group by的实现原理

　　存在一个分组（Group By）操作，其功能是把Score的不同片段按照rank和level的组合值进行合并，计算不同的rank和level的组合值进行合并，计算不同的rank和level的组合值分别有几条记录：select rank，level，count（*）as value form score group by rank,level

 

　　HIVE中SQL查询转化成MapReduce作业的过程

• 当用户向hive输入一段命令或查询时，hive需要与Hadoop交互工作来完成该操作：　　

1. 驱动模块接收该命令或查询编译器
2. 对该命令或查询进行解析编译
3. 由优化器对该命令或查询进行优化计算
4. 该命令或查询通过执行器进行执行

　　

　　第1步:由Hive驱动模块中的编译器对用户输入的SQL语言进行词法和语法解析，将SQL语句转化为抽象语法树的形式

　　第2步:抽象语法树的结构仍很复杂，不方便直接翻译为MapReduce算法程序，因此,把抽象语法书转化为查询块

　　第3步:把查询块转换成逻辑查询计划，里面包含了许多逻辑操作符

　　第4步:重写逻辑查询计划,进行优化，合并多余操作，减少MapReduce任务数量

　　第5步:将逻辑操作符转换成需要执行的具体MapReduce任务

　　第6步:对生成的MapReduce任务进行优化，生成最终的MapReduce任务执行计划

　　第7步:由Hive驱动模块中的执行器，对最终的MapReduce任务进行执行输出

 

　　几点说明:

• 当启动MapReduce程序时，Hive本 身是不会生成MapReduce算法程序的需要通过一一个表示“Job执行计划”的XML文件驱动执行内置的、原生的Mapper和Reducer模块
• Hive通过和JobTracker通信来初始化MapReduce任务，不必直接部署在JobTracker所在的管理节点上执行
• 通常在大型集群上，会有专门的网关机来部署Hive工具。网关机的作用主要是远程操作和管理节点上的JobTracker通信来执行任务
• 数据文件通常存储在HDFS上，HDFS由名称节点管理

　　Hive HA基本原理

• 由多个Hive实例进行管理的，这些Hive实例奖杯纳入到一个资源池中，并由HAOrooxy提供一个统一的对外接口
• 对于程序开发人员来说，可以把它认为是一个超强“Hive”

 　　Impala

• Impala是由Cloudera公司开发的新型查询系统，它提供SQL予以，能查询储存在Hadoop的HDFS和HBase上的PB级大数据，在性能上比Hive高出3~30倍
• Impala的运行需要依赖于Hive的元数据
• Impala是参照Dremel系统进行设计的
• Impala采用了与商用并行关系数据库类似的分布式查询引擎，可以直接与HDFS和HBase进行交互查询
• Impala和Hive采用相同的SQL语法、ODBC驱动程序和用户接口

　　lmpala和Hive、HDFS、 HBase等工具是统一部署 在一-个Hadoop平台.上的Impala主要由Impalad, State Store和CLI三部分组成

　　Impala主要是由Impalad，State Store和CLI三部分组成

1. Impalad

• 负责协调客户端提交的查询的执行
• 包含Query Planner、 Query Coordinator和Query Exec Engine三个模块
• 与HDFS的数据节点(HDFS DN)运行在同一节点上
• 给其他Impalad分配任务以及收集其他Impalad的执行结果进行汇总
• Impalad也会执行其他Impalad给其分配的任务，主要就是对本地HDFS和HBase里的部分数据进行操作

　　  2.State Store

• 会创建一个statestored进程
• 负责收集分布在集群中各个Impalad进程的资源信息，用于查询调度

　　  3.CLI

• 给用户提供查询使用的命令行工具
• 还提供了Hue，JDBC以及ODBC的使用接口

　　说明: Impala中的元数据直接存储在Hive中。Impala采用与Hive相同的元数据、SQL语法、ODBC驱动程序和用户接口，从而使得在一一个Hadoop平台上，可以统一 部署Hive和Impala等分析工具，同时支持批处理和实时查询 。

 

　　Impala执行查询的具体过程:

• 第0步，当用户提交查询前，Impala先创建一个负责协调客户端提交的查询的Impalad进程，该进程会向Impala State Store提交注册订阅信息，State Store会创建一个statestored进程，statestored进 程通过创建多个线程来处理Impalad的注册订阅信息。
• 第1步，用户通过CLI客户端提交一个查询到impalad进程，Impalad 的Query Planner对SQL 语句进行解析，生成解析树;然后，Planner把这个查询的解析树变成若干P1 anFragment,发送到Query Coordinator
• 第2步，Coordinator 通过从MySQL元数据库中获取元数据，从HDFS的名称节点中获取数据地址，以得到存储这个查询相关数据的所有数据节点。
• 第3步，Coordinator初始化相应impalad上的任务执行，即把查询任务分配给所有存储这个查询相关数据的数据节点。
• 第4步，Query Executor 通过流式交换中间输出，并由Query Coord inator汇聚来自各个impalad的结果。
• 第5步，Coordinator把汇总后的结果返回给CLI客户端。

　　 

　　Hive和Impala不同点总结：

1. Hive适合于长时间的批处理查询分析，而Impala适合于实时交互式SQL查询

2. Hive依 赖于MapReduce计算框架，lmpala把执行计划表现为一棵完整的执行计划树，直接分发执行计划到各个Impalad执行查询

3. Hive在执行过程中， 如果内存放不下所有数据，则会使用外存，;以保证查询能顺序执行完成，而Impala在遇到内存放不下数据时,不会利用外存，所以Impala目 前处理查询时会受到一.定的限制

　　Hive和Impala相同点总结：

1. Hive与Impala使用相同的存储数据池，都支持把数据存储于HDFS和HBase中

2. Hive 与Impala使用相同的元数据3.Hive与Impala中对SQL的解释处理比较相似，都是通过词法分析生成执行计划

　　总结：

• lmpala的目的不在于替换现有的MapReduce工具

• 把Hive与Impala配合使用效果最佳

• 可以先使用Hive进行数据转换处理，之后再使用lmpala在Hive处理后的结果数据集_上进行快速的数据分析