Hadoop学习笔记（10）－简述分布式数据仓库Hive原理

0.什么是数据仓库

数据仓库，英文名称为Data Warehouse，可简写为DW或DWH。数据仓库，是为企业所有级别的决策制定过程，提供所有类型数据支持的战略集合。它是单个数据存储，出于分析性报告和决策支持目的而创建。 为需要业务智能的企业，提供指导业务流程改进、监视时间、成本、质量以及控制。

简单的说就是：数据仓库是决策支持系统（dss）和联机分析应用数据源的结构化数据环境。数据仓库研究和解决从数据库中获取信息的问题。

1.Hive简介

Hive是一个基于Hadoop的分布式数据仓库工具。也就是其是用来在分布式系统Hadoop框架上进行数据分析用的。其目的是为了分析查询结构化的海量数据。

实际上，Hive最早是Facebook用于分析大量的数据用户和日志数据用的。之前学习的Hdfs，MapReduce，Hbase，他们在程序中使用API基本都涉及到java编程。Hive正好是给那些只懂得SQL语句，而不太懂得java编程的人使用的。Hive提供HiveSQL语言（类SQL编程接口），能直接转化为MapReduce程序在hadoop上跑。

下图1：展示Hive在Hadoop框架中的位置

图1：Hive在Hadoop框架中的位置

可以看出，Hive是可以配置多种ETL（数据清洗：Extract-Transform-Load）工具使用的。

2.Hive结构组成

先看这张图2，这就是Hive的结构组成。

图2：Hive的结构组成

从图看其组成有如下部分：
1）编程接口JDBC：可提供用户进行编程使用。当然也有另外的用户接口：命令行和web UI。
2）命令行Command Line：也是提供给用户的接口。
3）Thrift Server：这个要展开说下。Apache Thrift 是 Facebook 实现的一种高效的、支持多种编程语言的远程服务调用的框架。目前流行的服务调用方式有很多种，例如基于 SOAP 消息格式的 Web Service，基于 JSON 消息格式的 RESTful 服务等。（还是有点抽象，笔试没完全明白，请笔者自行查找学习）。
4）元数据存储Metastore：用来存储Hive中的表结构信息，数据对象的格式信息。末日使用本地的Derby数据库，用户使用JDBC连接就要改成，支持远程货或本地JDBC的数据库，如MySQL。
5）Hive驱动Driver：驱动顾名思义是将各个部分组合成一个有机的执行系统。其中包括编译器（Comiler），执行引擎（Executor），Optimizer。
6）Hadoop数据存储和其处理：HiveSQL会编译成Hadoop的MapReduce程序运行。

另外说明：HiveServer2提供了一个新的命令行工具Beeline，本文不多说明（因为笔者还没学过）

3.Hive数据模型

有四个主要数据模型：表（Table），外部表（External Table），分区（Partition）和桶（Bucket）
1）表：Hive对数据的管理维护是利用表来实现的。Hive表逻辑上分两部分，一部分是真实数据，另一部分是描述表形式（格式信息）的元数据。物理上是每个表的数据存储在一个HDFS文件目录下，表的数据形式的元数据存在关系型数据库中，默认Derby，常改到Mysql上。
2）外部表：默认数据都有Hive管理，所以数据会移动到数据仓库目录内（在HDFS的位置：“/…/hive/warehouse“,you hive
-site.xml文件配置）。但是当某些数据要求被其他数据库公用呢？于是就有了外部表。这个时候表的数据不写入数据仓库目录。即在HDFS的/hive/warehouse里也是看不到的。

注：外部表盒普通表不同，Load（加载）时候普通表写入HDFS数据仓库目录，而外部表不写入，但元数据都会创建在关系型数据库中。Drop（删除）时候普通表从HDFS数据仓库目录删除，在关系型数据库里的元数据也删除，而外部表仅删除元数据，保存在外部HDFS目录的数据不会删除。

3）分区：为了对表进行管理和高效查询，Hive有了分区功能。手动建立分区需要在HiveSQL语句中使用PARTITIONED BY子句。如：

CREATE TABLE logs(timestamp BIGINT,line STRING)
PARTITIONED BY (date STRING, county STRING);

上面的命令是从data做主分区，county做子分区。

4）桶：Hive还能把表组织成桶。做法是一旦用户使用CLUSTERED BY命令分割出桶，Hive会对制定列进行hash计算，通过得到的hash值将列下数据切割成一组桶，并使每个桶对应于该列下的一个存储文件。这样有了桶后，查询就能更高效，因为是在查询列时，先通过hash值找到桶再做查找，避免的对所以数据的查询。另一方面，这样不遍历所有数据，取样也变的更加方面了。
如下语句：

CREAT TABLE users(id INT,name STRING)
CLUSTERED BY (id) INTO 4 BUCKETS;

这里创建的users表就是以列id进行分割桶，通过hash计算来分割成4个桶。查找时候会先通过hash值，找到4个桶中一个，再进行查找，这样就高效多了，避免了查找所以数据。

4.元数据存储

Hive系统安装自带Derby数据库。但为了让多用户和远程可访问，一般更换成更大的数据库：如MySQL。
注：hive可以有三种模式链接数据库：
1）单用户模式：利用内部的Derby，一般用于单机模式测试
2）多用户模式：从一台机器通过JDBC和网络连接到另一台机器的Hive。这里要换数据库，不能再用Derby，可改MySQL。
3）远程服务器模式：用于非java客户端链接远程的Hive，用启动一个MetaStoreServer，然后客户端通过Thrift协议访问（这里笔者没这个实验条件，所以也知道具体操作）

5.Hive数据类型

Hive支持多种数据类型，见下图3。

图3：Hive数据类型

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Xianming