MapReduce当中的数据压缩:MapTask输出的数据可以压缩。ReduceTask输出的数据也可以压缩。
压缩格式 | 工具 | 算法 | 文件扩展名 | 是否可切分 |
---|---|---|---|---|
DEFAULT | 无 | DEFAULT | .deflate | 否 |
Gzip | gzip | DEFAULT | .gz | 否 |
bzip2 | bzip2 | bzip2 | .bz2 | 是 |
LZO | lzop | LZO | .lzo | 否 |
LZ4 | 无 | LZ4 | .lz4 | 否 |
Snappy | 无 | Snappy | .snappy | 否 |
为了支持多种压缩/解压缩算法,Hadoop引入了编码/解码器,如下表所示
压缩格式 | 对应的编码/解码器 |
---|---|
DEFLATE | org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec |
gzip | org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec |
bzip2 | org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec |
LZO | com.hadoop.compression.lzo.LzopCodec |
LZ4 | org.apache.hadoop.io.compress.Lz4Codec |
Snappy | org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec |
压缩性能的比较
压缩算法 | 原始文件大小 | 压缩文件大小 | 压缩速度 | 解压速度 |
---|---|---|---|---|
gzip | 8.3GB | 1.8GB | 17.5MB/s | 58MB/s |
bzip2 | 8.3GB | 1.1GB | 2.4MB/s | 9.5MB/s |
LZO | 8.3GB | 2.9GB | 49.3MB/s | 74.6MB/s |
Snappy的前身是Zippy。Google宣称它在这个库本身及其算法做了数据处理速度上的优化,它可以利用单颗Intel Corei7处理器内核处理至少每秒250MB~500MB的数据流。实际开发中必选Snappy压缩算法。
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①core-site.xml配置文件
<property>
<name>hadoop.proxyuser.root.hostsname>
<value>org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec,org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec,org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec,org.apache.hadoop.io.compress.Lz4Codecvalue>
property>
②mapred-site.xml配置文件
<property>
<name>mapreduce.map.output.compressname>
<value>falsevalue>
property>
<property>
<name>mapreduce.map.output.compress.codecname>
<value>org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodecvalue>
property>
<property>
<name>mapreduce.output.fileoutputformat.compressname>
<value>falsevalue>
property>
<property>
<name>mapreduce.output.fileoutputformat.compress.codecname>
<value>org.apache.hadoop.io.compress. DefaultCodecvalue>
property>
<property>
<name>mapreduce.output.fileoutputformat.compress.typename>
<value>RECORDvalue>
property>
①开启hive当中map输出的数据压缩
1. 开启hive中间传输数据压缩功能
set hive.exec.compress.intermediate=true;
2. 开启mapreduce中map输出压缩功能
set mapreduce.map.output.compress=true;
3. 设置mapreduce中map输出数据的压缩方式
set mapreduce.map.output.compress.codec=org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec;
4. 执行查询语句
select count(1) from score;
②开启hive当中reduce输出的数据压缩
1. 开启hive最终输出数据压缩功能
set hive.exec.compress.output=true;
2. 开启mapreduce最终输出数据压缩
set mapreduce.output.fileoutputformat.compress=true;
3. 设置mapreduce最终数据输出压缩方式
set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.codec = org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec;
4. 设置mapreduce最终数据输出压缩为块压缩
set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.type=BLOCK;
5. 测试一下输出结果是否是压缩文件
insert overwrite local directory '/export/servers/snappy' select * from score distribute by s_id sort by s_id desc;
一般,
ODS层:原始数据层,数据一般都是textFile格式的。
DW层: 数据仓库层,数据一般都是orc格式的。DW层数据一般是从ODS层导入,供公司内部人员使用。
工作当中,DW层数据存储格式使用ORC,压缩方式snappy
Hive中对某些情况的查询可以不必使用MapReduce计算。例如:
select * from student;
select name, age from student;
select * from student limit 3;
在hive-default.xml.template文件中hive.fetch.task.conversion默认是more,该属性设置为more后,在全局查找、字段查找、limit查找等都不走MapReduce。如果 hive.fetch.task.conversion 这个参数设置为none,那么所有的查询都会执行MapReduce。
如果数据量少的话,开启一个mapTask和一个reduceTask来处理整个数据,举例: 10个文件,每个文件2KB 会启动十个mapTask,资源分配的时间,远远大于数据处理的时间。对于大多数这种情况,Hive可以通过本地模式在单台机器上处理所有的任务。对于小数据集,执行时间可以明显被缩短。
开启本地模式:规定如果是数据量小于某一个值,或者文件的个数小于某一个值,就使用本地模式,启动一个maptask,启动一个reduceTask来处理。
#开启本地模式, 默认是不开启的
set hive.exec.mode.local.auto=true;
#设置如果输入的数据量小于某个值就使用本地模式
set hive.exec.mode.local.auto.inputbytes.max=51234560;
#设置输入的文件个数,如果小于某个值就使用本地模式
set hive.exec.mode.local.auto.input.files.max=10;
注意: 以上两个条件,是且的关系,两个条件都需要满足才会使用本地模式。
1.表的join:能过滤就过滤,过滤不掉,对于空值,就进行转换,避免数据倾斜。
①多个表关联:尽量多拆成一些中间表,避免SQL关联太多了,不知道哪一块慢了。
②大表join大表:
#不过滤空key
SELECT a.* FROM nullidtable a JOIN ori b ON a.id = b.id;
#过滤空key
SELECT a.* FROM (SELECT * FROM nullidtable WHERE id IS NOT NULL ) a JOIN ori b ON a.id = b.id;
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;
③MapJoin:Hive的组件优化器会寻找哪个表是小表,将小表加载到内存里面去。
set hive.auto.convert.join = true; #默认就是true
#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;
mapjoin的工作机制:首先先启动一个本地的task,本地的任务去寻找哪个表的数据是小表,然后将小表的数据加载到内存里面去。
2.Group By: 开启Map端聚合
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. 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;
3.Count(Distinct)
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,数据量大的情况下,就会导致整个Job很难完成。在这种情况下,可以使用先group by再count的方式替换count(distinct)。例如:
#使用count(distinct)
SELECT count(DISTINCT id) FROM bigtable;
#使用count() ... group by 替换count(distinct)
SELECT count(id) FROM (SELECT id FROM bigtable GROUP BY id) a;
4.任何时候都要避免笛卡尔积
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。
5.列裁剪
在执行select * 查询时,行式存储的文件格式会比列式存储的文件格式查询效率高,然而,在DW层,文件常以列式存储的形式保存,因此我们要少用select *,尽可能使用select 列名;
6.分区表:
分区:‘表‘ 相当于一个大的目录,分区就是在这个大的目录下面创建一个个的小目录。分区字段不能是表中已经存在的字段,分区的字段不是真实存在的,但查询的时候带上分区字段也可提升查询效率。
分区有静态分区和动态分区两种:
#开启动态分区功能(默认就是true,开启)
set hive.exec.dynamic.partition=true;
#设置动态分区的模式为非严格模式
#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
set hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict;
#设置一共最大可以创建动态分区文件夹1000个
set hive.exec.max.dynamic.partitions=1000;
#设置每个mr的节点最大可以创建
set hive.exec.max.dynamic.partitions.pernode=100;
#设置整个MR Job中,最大可以创建多少个HDFS文件
set hive.exec.max.created.files=100000;
注意:
7.使用分桶表
问题一: MapTask的数量是由什么决定的?
默认是等于文件block块的数量。
MapReduce作业会启动读取数据组件InputFormat(默认TextInputFormat)通过getSplits方法对输入目录中文件进行逻辑切片规划得到splits,通常情况下,有多少个split就对应启动多少个MapTask。split与block的对应关系默认是一对一。
举例:
问题二: 是不是MapTask数越多越好?
不是。
如果一个任务有很多小文件(远远小于块大小128m),则每个小文件也会被当做一个块,用一个MapTask任务来完成,而一个MapTask任务启动和初始化的时间远远大于逻辑处理的时间,就会造成很大的资源浪费。而且,同时可执行的MapTask数是受限的。
所以, 我们要适当减少MapTask的数量。
问题三: 怎么减少MapTask的数量?
在MapTask执行前合并小文件,减少MapTask数。
#参数设置:
set mapred.max.split.size=112345600;
set mapred.min.split.size.per.node=112345600;
set mapred.min.split.size.per.rack=112345600;
set hive.input.format=org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat;
参数解析: MapTask执行前对小文件合并,文件块大于128m的,按照128m来分隔;小于128m,大于100m的,按照100m来分隔;把那些小于100m的(包括小文件和分隔大文件剩下的),进行合并。
问题四: 是不是保证每个MapTask处理接近128m的文件块,就高枕无忧了?
不一定。
比如有一个127m的文件,正常会用一个MapTask去完成,但这个文件只有一个或者两个小字段,却有几千万的记录,如果map处理的逻辑比较复杂,用一个map任务去做,肯定也比较耗时。
所以, 我们要适当增加MapTask的数量。
如果表a只有一个文件,大小为120M,但包含几千万的记录,如果用1个MapTask去完成这个任务,肯定是比较耗时的,这种情况下,我们要考虑将这一个文件合理的拆分成多个,这样就可以用多个map任务去完成。
set mapreduce.job.reduces =10;
这样会将a表的记录,随机的分散到包含10个文件的a_1表中,再用a_1代替上面sql中的a表,则会用10个MapTask去完成。
综上所述,设置MapTask数量需要遵循两个原则:使大数据量利用合适的MapTask数;使单个MapTask处理合适的数据量;
调整ReduceTask个数方法一:
1. 每个ReduceTask处理的数据量默认是256MB
hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=256123456
2. 每个任务最大的ReduceTask数,默认为1009
hive.exec.reducers.max=1009
3. 计算ReduceTask数的公式
N=min(参数2,总输入数据量/参数1)
调整ReduceTask个数方法二:
#在hadoop的mapred-default.xml文件中修改, 设置每个job的ReduceTask个数
set mapreduce.job.reduces = 15;
问题: ReduceTask个数是不是越多越好?
不是。
过多的启动和初始化ReduceTask也会消耗时间和资源;
另外,有多少个ReduceTask,就会有多少个输出文件,如果生成了很多个小文件,那么如果这些小文件作为下一个任务的输入,则也会出现小文件过多的问题;
综上所述,设置ReduceTask个数也需要遵循两个原则:处理大数据量利用合适的ReduceTask数;使单个ReduceTask任务处理数据量大小要合适;
hive在执行的时候会把所对应的SQL语句都会转换成mapreduce代码执行,但是具体的MR执行信息我们怎样才能看出来呢?这里就用到了explain的关键字,他可详细的表示出在执行所对应的语句所对应的MR代码,进而根据执行信息对我们的代码进行优化。
#基本语法: explain [extended | dependency | authorization] query
#查看执行计划
explain extended select count(*) from course;
#查看详细执行计划
explain extended select count(*) from course;
Hive会将一个查询转化成一个或者多个阶段。这样的阶段可以是MapReduce阶段、抽样阶段、合并阶段、limit阶段。默认情况下,Hive一次只会执行一个阶段。不过,某个特定的job可能包含众多的阶段,而这些阶段可能并非完全互相依赖的,也就是说有些阶段是可以并行执行的,这样可能使得整个job的执行时间缩短。进行如下设置就可以开启并发执行。不过,在共享集群中,需要注意下,如果Job中并行阶段增多,那么集群利用率就会增加。当然,得是在系统资源比较空闲的时候才有优势,否则,没资源,并行也起不来。
set hive.exec.parallel=true; //打开任务并行执行
set hive.exec.parallel.thread.number=16; //同一个sql允许最大并行度,默认为8。
Hive提供了一个严格模式,可以防止用户执行那些可能意向不到的不好的影响的查询。
通过设置属性hive.mapred.mode值为默认是非严格模式nonstrict 。开启严格模式需要修改hive.mapred.mode值为strict。
<property>
<name>hive.mapred.modename>
<value>strictvalue>
<description>
The mode in which the Hive operations are being performed.
In strict mode, some risky queries are not allowed to run. They include:
Cartesian Product.
No partition being picked up for a query.
Comparing bigints and strings.
Comparing bigints and doubles.
Orderby without limit.
description>
property>
开启严格模式可以禁止3种类型的查询:
1. 对于分区表,除非where语句中含有分区字段过滤条件来限制范围,否则不允许执行。
2. 对于使用了order by语句的查询,要求必须使用limit语句。
3. 限制笛卡尔积的查询。
JVM重用可以使得JVM实例在同一个job中重新使用N次,N的值可以在Hadoop的mapred-site.xml文件中进行配置。通常在10-20之间,具体多少需要根据具体业务场景测试得出。
<property>
<name>mapreduce.job.jvm.numtasksname>
<value>10value>
<description>How many tasks to run per jvm. If set to -1, there is
no limit.
description>
property>
或者,也可以在hive客户端设置:
set mapred.job.reuse.jvm.num.tasks=10;
在分布式集群环境下,因为程序Bug(包括Hadoop本身的bug),负载不均衡或者资源分布不均等原因,会造成同一个作业的多个任务之间运行速度不一致。执行慢的任务会拖慢作业的整体执行进度。
为了避免这种情况发生,Hadoop采用了推测执行(Speculative Execution)机制,它根据一定的法则推测出“拖后腿”的任务,并为这样的任务启动一个备份任务,让该任务与原始任务同时处理同一份数据,并最终选用最先成功运行完成任务的计算结果作为最终结果。
设置开启推测执行参数:Hadoop的mapred-site.xml文件中进行配置
<property>
<name>mapreduce.map.speculativename>
<value>truevalue>
<description>If true, then multiple instances of some map tasks
may be executed in parallel.description>
property>
<property>
<name>mapreduce.reduce.speculativename>
<value>truevalue>
<description>If true, then multiple instances of some reduce tasks
may be executed in parallel.description>
property>
不过hive本身也提供了配置项来控制reduce-side的推测执行:
<property>
<name>hive.mapred.reduce.tasks.speculative.executionname>
<value>truevalue>
<description>Whether speculative execution for reducers should be turned on. description>
property>
关于调优这些推测执行变量,还很难给一个具体的建议。如果用户对于运行时的偏差非常敏感的话,那么可以将这些功能关闭掉。如果用户因为输入数据量很大而需要执行长时间的map或者Reduce task的话,那么启动推测执行造成的浪费是非常巨大大。
①TextFile格式
默认格式,数据不做压缩,磁盘开销大,数据解析开销大。可结合Gzip、Bzip2使用(系统自动检查,执行查询时自动解压),但使用这种方式,hive不会对数据进行切分,从而无法对数据进行并行操作。
②ORC格式
Orc (Optimized Row Columnar)是hive 0.11版里引入的新的存储格式。
可以看到每个Orc文件由1个或多个stripe组成,每个stripe250MB大小,这个Stripe实际相当于RowGroup概念,不过大小由4MB->250MB,这样能提升顺序读的吞吐率。每个Stripe里有三部分组成,分别是Index Data,Row Data,Stripe Footer:
一个orc文件可以分为若干个Stripe。
一个stripe可以分为三个部分:
Index Data:一个轻量级的index,默认是每隔1W行做一个索引。这里做的索引只是记录某行的各字段在Row Data中的offset。
Row Data:存的是具体的数据,先取部分行,然后对这些行按列进行存储。对每个列进行了编码,分成多个Stream来存储。
Stripe Footer:存的是各个stripe的元数据信息。
每个文件有一个File Footer,这里面存的是每个Stripe的行数,每个Column的数据类型信息等;
每个文件的尾部是一个PostScript,这里面记录了整个文件的压缩类型以及FileFooter的长度信息等。
在读取文件时,会seek到文件尾部读PostScript,从里面解析到File Footer长度,再读FileFooter,从里面解析到各个Stripe信息,再读各个Stripe,即从后往前读。
③PARQUET格式
Parquet是面向分析型业务的列式存储格式,由Twitter和Cloudera合作开发,2015年5月从Apache的孵化器里毕业成为Apache顶级项目。
Parquet文件是以二进制方式存储的,所以是不可以直接读取的,文件中包括该文件的数据和元数据,因此Parquet格式文件是自解析的。
通常情况下,在存储Parquet数据的时候会按照Block大小设置行组的大小,由于一般情况下每一个Mapper任务处理数据的最小单位是一个Block,这样可以把每一个行组由一个Mapper任务处理,增大任务执行并行度。Parquet文件的格式如下图所示。
上图展示了一个Parquet文件的内容,一个文件中可以存储多个行组,文件的首位都是该文件的Magic Code,用于校验它是否是一个Parquet文件,Footer length记录了文件元数据的大小,通过该值和文件长度可以计算出元数据的偏移量,文件的元数据中包括每一个行组的元数据信息和该文件存储数据的Schema信息。除了文件中每一个行组的元数据,每一页的开始都会存储该页的元数据,在Parquet中,有三种类型的页:数据页、字典页和索引页。数据页用于存储当前行组中该列的值,字典页存储该列值的编码字典,每一个列块中最多包含一个字典页,索引页用来存储当前行组下该列的索引,目前Parquet中还不支持索引页。
数据源为ngix服务器日志文件,共10万条,文件大小18.1MB,以下为其中的一条数据:
2017-08-10 13:00:00 http://www.taobao.com/item/962967_14?ref=1_1_52_search.ctg_1 T82C9WBFB1N8EW14YF2E2GY8AC9K5M5P http://www.yihaodian.com/ctg/s2/c24566-%E5%B1%B1%E6%A5%82%E5%88%B6%E5%93%81?ref=pms_15_78_258 222.78.246.228 134939954 156
TextFile
①创建表,存储数据格式为TextFile;
create database test;
use test;
create table log_text (
track_time string,
url string,
session_id string,
referer string,
ip string,
end_user_id string,
city_id string
)
ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY '\t'
STORED AS TEXTFILE ;
②向表中加载数据;
load data local inpath '/export/temp/log.data' into table log_text ;
③查看表中数据大小,大小为18.1M。
dfs -du -h /user/hive/warehouse/test.db/log_text;
ORC
①创建表,存储数据格式为ORC;
create table log_orc(
track_time string,
url string,
session_id string,
referer string,
ip string,
end_user_id string,
city_id string
)
ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY '\t'
STORED AS orc ;
②向表中加载数据;
insert into table log_orc select * from log_text ;
③查看表中数据大小,大小为2.8M。
dfs -du -h /user/hive/warehouse/test.db/log_orc;
Parquet
①创建表,存储数据格式为parquet;
create table log_parquet(
track_time string,
url string,
session_id string,
referer string,
ip string,
end_user_id string,
city_id string
)
ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY '\t'
STORED AS PARQUET;
②向表中加载数据;
insert into table log_parquet select * from log_text ;
③查看表中数据大小,大小为13.1M。
dfs -du -h /user/hive/warehouse/test.db/log_parquet;
存储文件的查询速度测试
①TextFile
select count(*) as counts from log_text;
#用时21.479秒, 结果如下
+---------+--+
| counts |
+---------+--+
| 100000 |
+---------+--+
1 row selected (21.479 seconds)
②ORC
select count(*) as counts from log_orc;
#用时11.919秒, 结果如下
+---------+--+
| counts |
+---------+--+
| 100000 |
+---------+--+
1 row selected (11.919 seconds)
③Parquet
select count(*) as counts from log_parquet;
#用时10.546秒, 结果如下
+---------+--+
| counts |
+---------+--+
| 100000 |
+---------+--+
1 row selected (10.546 seconds)
①创建一个不使用压缩的ORC存储方式的表: 7.7M
#建表
create table log_orc_none(
track_time string,
url string,
session_id string,
referer string,
ip string,
end_user_id string,
city_id string
)
ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY '\t'
STORED AS orc tblproperties ("orc.compress"="NONE");
#插入数据
insert into table log_orc_none select * from log_text;
#查看插入后数据
dfs -du -h /user/hive/warehouse/test.db/log_orc_none;
②创建一个SNAPPY压缩的ORC存储方式: 3.8M
#建表
create table log_orc_snappy(
track_time string,
url string,
session_id string,
referer string,
ip string,
end_user_id string,
city_id string
)
ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY '\t'
STORED AS orc tblproperties ("orc.compress"="SNAPPY");
#插入数据
insert into table log_orc_snappy select * from log_text ;
#查看插入后数据
dfs -du -h /user/hive/warehouse/test.db/log_orc_snappy ;
需求:将ori中的数据按照时间(如:20111231234568),插入到目标表ori_partitioned的相应分区中。
准备数据原表ori_partitioned
create table ori_partitioned(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string)
PARTITIONED BY (p_time bigint)
row format delimited fields terminated by '\t';
load data local inpath '/export/temp/small_data' into table ori_partitioned partition (p_time='20111230000010');
load data local inpath '/export/temp/small_data' into table ori_partitioned partition (p_time='20111230000011');
创建分区表ori_partitioned_target,查询到的数据存在这个表中
create table ori_partitioned_target(id bigint, time bigint, uid string, keyword string, url_rank int, click_num int, click_url string) PARTITIONED BY (p_time STRING) row format delimited fields terminated by '\t';
设置动态分区功能的参数,执行查询操作
set hive.exec.dynamic.partition = true;
set hive.exec.dynamic.partition.mode = nonstrict;
set hive.exec.max.dynamic.partitions = 1000;
set hive.exec.max.dynamic.partitions.pernode = 100;
set hive.exec.max.created.files = 100000;
set hive.error.on.empty.partition = false;
INSERT overwrite TABLE ori_partitioned_target PARTITION (p_time)
SELECT id, time, uid, keyword, url_rank, click_num, click_url, p_time
FROM ori_partitioned;
查看ori_partitioned_target,验证
show partitions ori_partitioned_target;
#结果如下
+------------------------+--+
| partition |
+------------------------+--+
| p_time=20111230000010 |
| p_time=20111230000011 |
+------------------------+--+