CDH6.0、6.1篇：8、CDH的 hive on spark配置及解析、优化
分三个章节
1、版本展示
2、CDH安装spark
3、优化配置信息
----------------------分割线----------------------------------------
1、版本展示
1.所有版本：https://www.scala-lang.org/download/all.html
2.11.8版本：https://www.scala-lang.org/download/2.11.8.html
2.12.8版本：
tar -zxvf scala-2.12.8.tgz
mv scala-2.12.8 scala
scp -r /root/scala root@node2:/root
scp -r /root/scala root@node3:/root
2.配置环境变量，将scala加入到PATH中：
vim /etc/profile
主要添加蓝色字体处
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:/root/scala/bin
或者
PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH:/root/scala/bin
export JAVA_HOME CLASSPATH PATH
source /etc/profile
3.scala的命令行模式：
输入 scala ，执行1+1，输出结果2
2、CDH 安装 spark
1.spark的命令行模式
1.第一种进入方式：执行 pyspark进入，执行exit()退出
1.注意报错信息：java.lang.IllegalArgumentException:
Required executor memory (1024+384 MB) is above the (最大阈值)max threshold (1024 MB) of this cluster!
表示 执行器的内存(1024+384 MB) 大于 最大阈值(1024 MB)
Please check the values of 'yarn.scheduler.maximum-allocation-mb' and/or'yarn.nodemanager.resource.memory-mb'
2.初始化RDD的方法
本地内存中已经有一份序列数据(比如python的list)，可以通过sc.parallelize去初始化一个RDD。
当执行这个操作以后，list中的元素将被自动分块(partitioned)，并且把每一块送到集群上的不同机器上。
1.第一种进入方式：
import pyspark from pyspark
import SparkContext as sc from pyspark
import SparkConf
conf=SparkConf().setAppName("miniProject").setMaster("local[*]")
#任何Spark程序都是SparkContext开始的，SparkContext的初始化需要一个SparkConf对象，SparkConf包含了Spark集群配置的各种参数(比如主节点的URL)。
#初始化后，就可以使用SparkContext对象所包含的各种方法来创建和操作RDD和共享变量。
#Spark shell会自动初始化一个SparkContext(在Scala和Python下可以，但不支持Java)。
#getOrCreate表明可以视情况新建session或利用已有的session
sc=SparkContext.getOrCreate(conf)
# 利用list创建一个RDD;使用sc.parallelize可以把Python list，NumPy array或者Pandas Series,Pandas DataFrame转成Spark RDD。
rdd = sc.parallelize([1,2,3,4,5])
rdd 打印 ParallelCollectionRDD[0] at parallelize at PythonRDD.scala:195
# getNumPartitions() 方法查看list被分成了几部分
rdd.getNumPartitions() 打印结果：2
# glom().collect()查看分区状况
rdd.glom().collect() 打印结果： [[1, 2], [3, 4, 5]]
2.第二种进入方式：
可直接执行 spark-shell，也可以执行 spark-shell --master local[2]
多线程方式：运行 spark-shell --master local[N] 读取 linux本地文件数据
通过本地 N 个线程跑任务，只运行一个 SparkSubmit 进程
利用 spark-shell --master local[N] 读取本地数据文件实现单词计数
master local[N]：采用本地单机版的来进行任务的计算，N是一个正整数，它表示本地采用N个线程来进行任务的计算，会生成一个SparkSubmit进程
3.需求：
读取本地文件，实现文件内的单词计数。
本地文件 /root/scala/words.txt 内容如下：
hello me
hello you
hello her
4.编写 scala 代码：
此处应使用spark-shell --master local[2]进行操作，如果使用spark-shell会报错
sc.textFile("file:///root///scala///words.txt").flatMap(_.split(" ")).map((_,1)).reduceByKey(_+_).collect
输出
res0: Array[(String, Int)] = Array((hello,3), (me,1), (you,1), (her,1))
在hive中执行 select * from 表名;即能运行 hive on spark引擎进行计算，yarn的web UI页面中，点击对应运行的spark程序查看运行信息和报错信息
如果再执行 hive on spark任务时出现以下错误信息（要看该yarn任务程序对应的日志信息）：
ERROR client.RemoteDriver: Failed to start SparkContext: java.lang.IllegalArgumentException: Executor memory 456340275 must be at least 471859200.
Please increase executor memory using the --executor-memory option or spark.executor.memory in Spark configuration
解决：在 Hive中 搜索 spark.executor.memory 进行配置到可使用的范围大小
- 1.运行hive on spark的sql语句进行计算时，报错信息可在yarn的web UI页面中，点击对应运行的spark程序查看运行信息和报错信息
- 2.如果spark程序没有成功运行结束而导致永远卡在运行任务中而不结束时，可以使用 yarn application -kill 命令 加上 程序ID 进行结束某程序
杀死程序的命令：yarn application -kill 程序的ID
因为/usr/bin/yarn 已经存在，所以不需要执行下面的创建软连接的操作
cd /opt/cloudera/parcels/CDH-6.0.0-1.cdh6.0.0.p0.537114/lib/hadoop-yarn/bin
ln -s /opt/cloudera/parcels/CDH-6.0.0-1.cdh6.0.0.p0.537114/lib/hadoop-yarn/bin/yarn /usr/bin/yarn
-
3.在使用 yarn HA时，运行 hive on yarn 的任务无法得出结果时，并且出现以下错误
Caused by:javax.servlet.ServletException: Could not determine the proxy server for redirection
问题：无法确定用于重定向的代理服务器
解决：禁用 YARN HA，即ResourceManager只使用一个主节点，其实一般yarn HA仍然能运行 hive on yarn 的任务并且能得出正常结果，但是还是会报出同样错误
-
4.当前运行的环境是 YARN HA(node1、node2均部署了ResourceManager)的情况下，执行 hive on spark 的程序，虽然能得出正常执行成功得出结果
但是对应该程序的日志信息仍然报错：无法确定用于重定向的代理服务器 Could not determine the proxy server for redirection。
select * from test_tb;
select count(*) from test_tb;
insert into test_tb values(2,‘ushionagisa’);
spark-sql命令操作的数据库存储在hdfs文件系统中
- 脚本中定义任务提交的命令：
Default Hive database：hdfs://nameservice1/user/hive/warehouse spark.master：spark://master:7077
/root/spark/bin/spark-sql --master spark://node1:7077 --executor-memory 1g --total-executor-cores 2 --conf spark.sql.warehouse.dir=hdfs://nameservice1/user/hive/warehouse
3、优化配置信息
yarn配置信息
-
1.Hive默认使用的计算框架是MapReduce，在我们使用Hive的时候通过写SQL语句，Hive会自动将SQL语句转化成MapReduce作业去执行
但是MapReduce的执行速度远差与Spark。通过搭建一个Hive On
Spark可以修改Hive底层的计算引擎，将MapReduce替换成Spark，从而大幅度提升计算速度。 接下来就如何搭建Hive
On Spark展开描述。 -
2.配置Yarn
Yarn需要配置两个参数：
1.yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores：
可以为container分配的CPU 内核的数量
为每个服务分配一个core，为操作系统预留2个core，剩余的可用的core分配给yarn。
我使用的伪集群（3个node，每个node8个核core）一共有24个core，留出3个给其他任务使用，剩余的21个核core分配给yarn，每个节点提供7个核core。
2.yarn.nodemanager.resource.memory-mb：
可分配给容器的物理内存大小
设置Yarn内存一共为3G，每个节点提供1G，根据自己的电脑性能分配多少，应大于1G
- 3.yarn.scheduler.maximum-allocation-mb：scheduler 调度程序所能申请的最大内存，根据自己的电脑性能分配多少，应大于1G
3.配置Spark以及对应参数解析
参数项 默认值 参数解释
spark.executor.instances 无 一个Application拥有的Executor数量。取决于spark.executor.memory + spark.yarn.executor.memoryOverhead
spark.executor.cores 1 单个Executor可用核心数
spark.executor.memory 512m 单个Executor最大内存。
计算大小的公式 yarn.nodemanager.resource.memory-mb *（spark.executor.cores / yarn.nodemanager.resource.cpu-vcores）
spark.executor.memory 每个执行程序进程使用的内存量
spark.executor.cores 每个执行程序的核心数
spark.yarn.executor.memoryOverhead 在Yarn上运行Spark时，每个执行程序要分配的堆外内存量（以兆字节为单位）。
这是内存，可以解决诸如VM开销，插入字符串，其他本机开销等问题。
除了执行程序的内存之外，启动执行程序的容器还需要一些额外的内存用于系统进程。
计算大小的公式：spark.executor.memory的15-20％
spark.executor.instances 分配给每个应用程序的执行程序数
spark.driver.memory 分配给远程Spark上下文（RSC）的内存量。我们建议4GB
spark.yarn.driver.memoryOverhead 我们建议400（MB）
1.spark.executor.cores 单个Executor可用核心数
1.在某些情况下，HDFS客户端没有并行处理多个写请求，在有多个请求竞争资源的时候会出现一个执行程序executor使用过多的core。
尽可能的减少空闲的core的个数，cloudera推荐设置spark.executor.cores为4、5、6，这取决于给yarn分配的资源。
比如说，因为我们把21个核core分配给yarn，所以有21个核core可用，那么我们可以设置为3，这样21/3余数为0，设置为4的话会剩余1个空闲。
设置3个可使得空闲的core尽可能的少。这样配置之后我们可以最多同时运行7个执行程序executor，每个执行程序executor最多可以运行3个任务（每个核core为1个任务）。
2.在YARN模式下，工作站上的所有可用内核都是独立模式和Mesos粗粒度模式。每个执行程序使用的核心数。
3.Executors Scheduling 执行程序调度
分配给每个执行程序的核心数是可配置的。当spark.executor.cores显式设置时，如果worker具有足够的内核和内存，则可以在同一工作程序上启动来自同一应用程序的多个执行程序executor。否则，每个执行程序默认获取worker上可用的所有核心，在这种情况下，每个应用程序 在一次调度迭代期间 只能启动一个执行器executor 。
4.Executor和分区
Executor是一个独立的JVM进程，每个任务会有独立的线程来执行，Executor最大可并发任务数量与其拥有的核心数量相同，执行过程中的数据缓存放在Executor的全局空间中。
根据以上我们可以得出：
同一个Executor中执行的任务，可以共享同一个数据缓存。这也是Spark称之为Process local级别的数据本地性。
Executor可并发执行的任务数量，与其所拥有的核心数相同。
并发任务之间可能会产生相互干扰，如有些任务占用内存较大会导致其他并发任务失败。
Executor都需要注册到Driver上并与其通信，过多的Executor数量会增加Driver负担。
在阶段划分为任务时，会得到与分区数相同的任务数量。减少分区的数量将减少任务数，同时每个任务所处理的计算量会增大。
考虑到任务本身的序列化，发送，运行环境准备，结果收集都需要占用Driver资源和Executor资源，减少任务数能够减少此类开销。
在实践中，每个Executor可以配置多个核心，从而降低Executor数量，还可以得到更好的数据本地性。
根据所配置的核心数量与分区数据量，可以估计出Executor所需最小内存 = 并发任务数 单分区大小 + 内存缓存分区数 单分区大小。
分区数的配置与具体业务逻辑相关，为了将计算资源充分利用，可以参考：分区数 并发Job数 >= Executor数 Executor核心数。
其中并发Job数是RDD在调用动作（action）类型的操作时产生的Job，Job之间的阶段是没有依赖关系的因此可并发执行。
2.spark.executor.memory 单个Executor最大内存
在配置executor的内存大小的时候，需要考虑以下因素：
1.增加executor的内存可以优化map join。但是会增加GC的时间。
2.还有一点是要求 spark.executor.memory
不能超过 yarn.scheduler.maximum-allocation-mb
(scheduler调度程序所能申请的最大内存) 设置的值。
3.配置Driver内存
JVM申请的memory不够会导致无法启动SparkContext
1.spark.driver.memory 当hive运行在spark上时，driver端可用的最大Java堆内存。
2.spark.yarn.driver.memoryOverhead 每个driver可以额外从yarn请求的堆内存大小。
spark.yarn.driver.memoryOverhead 加上 spark.driver.memory 就是yarn为driver端的JVM分配的总内存。
Spark在Driver端的内存不会直接影响性能，但是在没有足够内存的情况下在driver端强制运行Spark任务需要调整。
3.SparkContext的重用
1.有些场景需要一个SparkContext持续接收计算任务，这种场景往往对计算任务的时效性要求较高（秒级别），
并且可能会有并发的计算任务（如多用户提交任务）。这种场景适合采用yarn-client模式，让Driver位于应用内部，
应用可以不断向Driver提交计算任务，并处理返回结果。这种模式的潜在风险在于Driver和Executor都会长时间持续运行，可能会有内存泄露的问题。
2.在实践中，在RDD被persist缓存到内存后，调用unpersist并不能立即释放内存，而是会等待垃圾回收器对其进行回收。
在垃圾回收器的选择上，建议使用CMS类型的垃圾回收器，用于避免垃圾回收过程中的顿卡现象。
3.在Driver和Executor的垃圾回收不出问题的情况下，还是可以得到稳定的计算任务性能的。但如果某些情况下计算性能还是随时间推移而下降，
则可以重启SparkContext以解决问题。因为重启SparkContext后Driver和Executor都会全新创建，因此能回到最初的性能。
重启的方法是在当前所有任务都完成后，在应用中调用SparkContext.stop()方法，并移除SparkContext引用，然后创建新的SparkContext。
4.Driver在启动时需要将Spark的Jar包上传到集群，用于启动每个Executor。这个jar包的大小约130M。
Executor在接收任务时，会将任务所依赖的文件、Jar包传输到本地，这里的jar包是应用包，一般包含了应用的各类依赖一般也得100M，
Jar包分发的耗时在10秒左右。在对计算任务时效性要求较高的场景，Jar包分发的10秒将是无法接受的。
在这里可以采用预先分发的方式解决此问题。我们首先将Spark Jar和应用Jar上传到各个节点的某个相同位置，例如/root/sparkjar。
5.避免Driver启动时分发Jar包：
将Driver机上的SPARK_JAR环境变量设置为空，避免Jar包上传动作。
在yarn-site.xml配置文件中，设置yarn.application.classpath为spark jar的位置与此项默认值。
6.避免Task启动时分发依赖和Jar包：
将spark.files和spark.jars中的路径配置为local:/root/sparkjar的模式，从而让Executor从本地复制。
4.设置executor个数
1.集群的executor个数设置由集群中每个节点的executor个数和集群的worker个数决定，
如果集群中有3个worker，每个worker有8个核心，则Hive On Spark可以使用的executor最大个数是24个（3 * 8）。
Hive的性能受可用的executor的个数影响很明显，一般情况下，性能和executor的个数成正比，4个executor的性能大约是2个executor性能的一倍，
但是性能在executor设置为一定数量的时候会达到极值，达到这个极值之后再增加executor的个数不会增加性能，反而有可能会为集群增加负担。
2.动态分配executor：
spark.executor.instances 一个Application拥有的Executor数量，默认值为无
设置spark.executor.instances到最大值可以使得Spark集群发挥最大性能。但是这样有个问题是当集群有多个用户运行Hive查询时会有问题，
应避免为每个用户的会话分配固定数量的executor，因为executor分配后不能回其他用户的查询使用，
如果有空闲的executor，在生产环境中，计划分配好executor可以更充分的利用Spark集群资源。
Spark允许动态的给Spark作业分配集群资源，cloudera推荐开启动态分配。
3.设置并行度
为了更加充分的利用executor，必须同时允许足够多的并行任务。在大多数情况下，hive会自动决定并行度，但是有时候我们可能会手动的调整并行度。
在输入端，map task的个数等于输入端按照一定格式切分的生成的数目，Hive On Spark的输入格式是CombineHiveInputFormat，
可以根据需要切分底层输入格式。调整hive.exec.reducers.bytes.per.reducer控制每个reducer处理多少数据。
但是实际情况下，Spark相比于MapReduce，对于指定的hive.exec.reducers.bytes.per.reducer不敏感。
我们需要足够的任务让可用的executor保持工作不空闲，当Hive能够生成足够多的任务，尽可能的利用空闲的executor。
4.配置Hive
1.Hive on Spark的配置大部分即使不使用Hive，也可以对这些参数调优。
但是hive.auto.convert.join.noconditionaltask.size这个参数是将普通的join转化成map join的阈值，这个参数调优对于性能有很大影响。
MapReduce和Spark都可以通过这个参数进行调优，但是这个参数在Hive On MR上的含义不同于Hive On Spark。
2.数据的大小由两个统计量标识：
totalSize 磁盘上数据的大小
rawDataSize 内存中数据的大小
3.Hive On MapReduce使用的是totalSize，Spark使用rawDataSize。
数据由于经过一系列压缩、序列化等操作，即使是相同的数据集，也会有很大的不同，对于Hive On Spark，
需要设置 hive.auto.convert.join.noconditionaltask.size，将普通的join操作转化成map join来提升性能，
集群资源充足的情况下可以把这个参数的值适当调大，来更多的触发map join。
但是设置太高的话，小表的数据会占用过多的内存导致整个任务因为内存耗尽而失败，所有这个参数需要根据集群的资源来进行调整。
4.Cloudera推荐配置两个额外的配置项：
hive.stats.fetch.column.stats=true
hive.optimize.index.filter=true
5.以下还整理了一些配置项用于hive调优：
hive.merge.mapfiles=true
hive.merge.mapredfiles=false
hive.merge.smallfiles.avgsize=16000000
hive.merge.size.per.task=256000000
hive.merge.sparkfiles=true
hive.auto.convert.join=true
hive.auto.convert.join.noconditionaltask=true
hive.auto.convert.join.noconditionaltask.size=20M(might need to increase for Spark, 200M)
hive.optimize.bucketmapjoin.sortedmerge=false
hive.map.aggr.hash.percentmemory=0.5
hive.map.aggr=true
hive.optimize.sort.dynamic.partition=false
hive.stats.autogather=true
hive.stats.fetch.column.stats=true
hive.compute.query.using.stats=true
hive.limit.pushdown.memory.usage=0.4 (MR and Spark)
hive.optimize.index.filter=true
hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=67108864
hive.smbjoin.cache.rows=10000
hive.fetch.task.conversion=more
hive.fetch.task.conversion.threshold=1073741824
hive.optimize.ppd=true
6.官方的推荐配置 https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/Hive+on+Spark%3A+Getting+Started
mapreduce.input.fileinputformat.split.maxsize=750000000
hive.vectorized.execution.enabled=true
hive.cbo.enable=true
hive.optimize.reducededuplication.min.reducer=4
hive.optimize.reducededuplication=true
hive.orc.splits.include.file.footer=false
hive.merge.mapfiles=true
hive.merge.sparkfiles=false
hive.merge.smallfiles.avgsize=16000000
hive.merge.size.per.task=256000000
hive.merge.orcfile.stripe.level=true
hive.auto.convert.join=true
hive.auto.convert.join.noconditionaltask=true
hive.auto.convert.join.noconditionaltask.size=894435328
hive.optimize.bucketmapjoin.sortedmerge=false
hive.map.aggr.hash.percentmemory=0.5
hive.map.aggr=true
hive.optimize.sort.dynamic.partition=false
hive.stats.autogather=true
hive.stats.fetch.column.stats=true
hive.vectorized.execution.reduce.enabled=false
hive.vectorized.groupby.checkinterval=4096
hive.vectorized.groupby.flush.percent=0.1
hive.compute.query.using.stats=true
hive.limit.pushdown.memory.usage=0.4
hive.optimize.index.filter=true
hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=67108864
hive.smbjoin.cache.rows=10000
hive.exec.orc.default.stripe.size=67108864
hive.fetch.task.conversion=more
hive.fetch.task.conversion.threshold=1073741824
hive.fetch.task.aggr=false
mapreduce.input.fileinputformat.list-status.num-threads=5
spark.kryo.referenceTracking=false
spark.kryo.classesToRegister=org.apache.hadoop.hive.ql.io.HiveKey,org.apache.hadoop.io.BytesWritable,org.apache.hadoop.hive.ql.exec.vector.VectorizedRowBatch
7.设置Pre-warming Yarn Container
我们使用Hive On Spark的时候，提交第一个查询时，看到查询结果可能会有比较长的延迟，但是再次运行相同的SQL查询，完成速度要比第一个查询快得多。
当Spark使用yarn管理资源调度时，Spark executor需要额外的时间来启动和初始化，在程序运行之前，Spark不会等待所有的executor准备好之后运行，
所有在任务提交到集群之后，仍有一些executor处于启动状态。在Spark上运行的作业运行速度与executor个数相关，
当可用的executor的个数没有达到最大值的时候，作业达不到最大的并行性，所有Hive上提交的第一个SQL查询会慢。
如果是在长时间会话这个应该问题影响很小，因为只有执行第一个SQL的时候会慢，问题不大，但是很多时候我们写的Hive脚本，
需要用一些调度框架去启动（如Oozie）。这时候我们需要考虑进行优化。
为了减少启动时间，我们可以开启container pre-warming机制，开启后只有当任务请求的所有executor准备就绪，作业才会开始运行。
这样会提升Spark作业的并行度。