通过Hadoop命令可查看当前支持的压缩方式:
[yut@aliyun220 hadoop-2.10.0]$ hadoop checknative
20/09/13 16:03:51 INFO bzip2.Bzip2Factory: Successfully loaded & initialized native-bzip2 library system-native
20/09/13 16:03:51 INFO zlib.ZlibFactory: Successfully loaded & initialized native-zlib library
20/09/13 16:03:51 WARN zstd.ZStandardCompressor: Error loading zstandard native libraries: java.lang.InternalError: Cannot load libzstd.so.1 (libzstd.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory)!
Native library checking:
hadoop: true /data1/module/hadoop-2.10.0/lib/native/libhadoop.so.1.0.0
zlib: true /lib64/libz.so.1
snappy: true /lib64/libsnappy.so.1
zstd : false
lz4: true revision:10301
bzip2: true /lib64/libbz2.so.1
openssl: true /lib64/libcrypto.so
压缩格式 | 工具 | 算法 | 文件扩展名 | 是否可切分 | 编解码器 |
---|---|---|---|---|---|
DEFAULT | 无 | DEFAULT | .deflate | 否 | org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec |
Gzip | gzip | DEFAULT | .gz | 否 | org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec |
bzip2 | bzip2 | bzip2 | .bz2 | 是 | org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec |
LZO | lzop | LZO | .lzo | 是 | com.hadoop.compression.lzo.LzopCodec |
Snappy | 无 | Snappy | .snappy | 否 | 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 |
On a single core of a Core i7 processor in 64-bit mode, Snappy compresses at about 250 MB/sec or more and decompresses at about 500 MB/sec or more.
要在Hadoop中启用压缩,可以配置如下参数(mapred-site.xml文件中):
参数 | 默认值 | 阶段 | 建议 |
---|---|---|---|
io.compression.codecs (在core-site.xml中配置) |
org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec org.apache.hadoop.io.compress.Lz4Codec |
输入压缩 | Hadoop使用文件扩展名判断是否支持某种编解码器 |
mapreduce.map.output.compress | false | mapper输出 | 这个参数设为true启用压缩 |
mapreduce.map.output.compress.codec | org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec | mapper输出 | 使用LZO、LZ4或snappy编解码器在此阶段压缩数据 |
mapreduce.output.fileoutputformat.compress | false | reducer输出 | 这个参数设为true启用压缩 |
mapreduce.output.fileoutputformat.compress.codec | org.apache.hadoop.io.compress. DefaultCodec | reducer输出 | 使用标准工具或者编解码器,如gzip和bzip2 |
mapreduce.output.fileoutputformat.compress.type | RECORD | reducer输出 | SequenceFile输出使用的压缩类型:NONE和BLOCK |
开启map输出阶段压缩可以减少job中map和Reduce task间数据传输量(suffle阶段)。具体配置如下:
-- 1.开启hive中间传输数据压缩功能
hive (default)>set hive.exec.compress.intermediate=true;
-- 2.开启mapreduce中map输出压缩功能
hive (default)>set mapreduce.map.output.compress=true;
-- 3.设置mapreduce中map输出数据的压缩方式(Snappy)
hive (default)>set mapreduce.map.output.compress.codec=org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec;
当Hive将输出写入到表中时,输出内容同样可以进行压缩。属性hive.exec.compress.output
控制着这个功能。用户可能需要保持默认设置文件中的默认值false,这样默认的输出就是非压缩的纯文本文件了。用户可以通过在查询语句或执行脚本中设置这个值为true,来开启输出结果压缩功能。
-- 1.开启hive最终输出数据压缩功能
hive (default)>set hive.exec.compress.output=true;
-- 2.开启mapreduce最终输出数据压缩
hive (default)>set mapreduce.output.fileoutputformat.compress=true;
-- 3.设置mapreduce最终数据输出压缩方式
hive (default)> 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
hive (default)> set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.type=BLOCK;
-- 5.测试一下输出结果是否是压缩文件
hive (default)> insert overwrite local directory
> '/opt/module/datas/distribute-result' select * from emp distribute by deptno sort by empno desc;
Hive支持的存储数的格式主要有:TEXTFILE 、SEQUENCEFILE、ORC、PARQUET,在大数据领域一般都采用列式存储。
TEXTFILE和SEQUENCEFILE的存储格式都是基于行存储的;ORC和PARQUET是基于列式存储的。
ORC是否可以切片?
ORC不管是否用压缩(默认ZLIB),包括ORC+Snappy,都可以切片。Snappy能被切片的原因:
当使用的是
TextInputFormat
,TextInputFormat
根据文件的后缀判断是否是一个压缩格式,只要不是压缩格式,都可切,如果是压缩格式,再判断是否使用的是可切的压缩格式类型,因此TextInputFormat
无法切片Snappy。但如果表在创建时,使用store as orc
,此时这个表的输入格式会使用OrcInputFormat
,OrcInputFormat.getSplits()方法中,文件是可以切片的,即使使用snappy压缩,也可切。
Parquet是否可以切片?
Parquet文件不使用LZO压缩,可以切。Parquet如果使用了LZO压缩,必须创建index后才可切。
如果表在创建时,使用
store as Parquet
,此时这个表的输入格式会使用ParquetInputFormat
。ParquetInputFormat
继承了FileInputFormat
,并没有重写isSplitable()方法,FileInputFormat.isSplitable(){return true};Parquet文件格式在切片时,也可以切。
Parquet+LZO格式的文件,在切片时是可以切,但是通常我们还会为此文件创建Index。创建索引的目的是,在读入文件时,使用LZO合理的切片策略,而不是默认的切片策略,因为如果表的存储为Parquet+LZO,此时表的输入格式已经不能设置为ParquetInputFormat
,而需要设置为LZOInputFormat
。
ORC 和 PARQUET对比
总结:
在实际的项目开发当中,hive表的数据存储格式一般选择:orc或parquet。压缩方式一般选择snappy,lzo。
Fetch抓取是指,Hive中对某些情况的查询可以不必使用MapReduce计算。例如:SELECT * FROM employees;
在这种情况下,Hive可以简单地读取employee对应的存储目录下的文件,然后输出查询结果到控制台。
在hive-default.xml.template
文件中hive.fetch.task.conversion
默认是more,老版本hive默认是minimal,该属性修改为more以后,在全局查找、字段查找、limit查找等都不走mapreduce。
<property>
<name>hive.fetch.task.conversionname>
<value>morevalue>
<description>
Expects one of [none, minimal, more].
Some select queries can be converted to single FETCH task minimizing latency.
Currently the query should be single sourced not having any subquery and should not have
any aggregations or distincts (which incurs RS), lateral views and joins.
0. none : disable hive.fetch.task.conversion
1. minimal : SELECT STAR, FILTER on partition columns, LIMIT only
2. more : SELECT, FILTER, LIMIT only (support TABLESAMPLE and virtual columns)
description>
property>
以下查询语句都不会运行MapReduce:
hive (default)> set hive.fetch.task.conversion=more;
hive (default)> select * from emp;
hive (default)> select ename from emp;
hive (default)> select ename from emp limit 3;
大多数的Hadoop Job是需要Hadoop提供的完整的可扩展性来处理大数据集的。不过,有时Hive的输入数据量是非常小的。在这种情况下,为查询触发执行任务消耗的时间可能会比实际job的执行时间要多的多。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。
用户可以通过设置hive.exec.mode.local.auto的值为true,来让Hive在适当的时候自动启动这个优化。仅仅在reduceTask=1时有效。
-- 开启本地mr,默认false
hive (default)> set hive.exec.mode.local.auto=true;
-- 设置运行local mr的最大输入数据量,当输入数据量小于这个值时采用local mr的方式,默认为134217728,即128M
hive (default)> set hive.exec.mode.local.auto.inputbytes.max=50000000;
-- 设置local mr的最大输入文件个数,当输入文件个数小于这个值时采用local mr的方式,默认为4
hive (default)> set hive.exec.mode.local.auto.input.files.max=10;
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MapJoin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。
实际测试发现:新版的hive已经对小表JOIN大表和大表JOIN小表进行了优化。小表放在左边和右边已经没有明显区别。
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。
hive (default)> select n.* from (select * from nullidtable where id is not null ) n left join ori o on n.id = o.id;
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,此时我们可以表中key为空的字段赋一个不影响结果的随机值,使得数据随机均匀地分不到不同的reduce上。
-- 将null值替换成一个不影响结果的随机值,注意类型转换,防止类型转换失败返回null
hive (default)> select n.* from nullidtable n full join ori o on
> case when n.id is null then -floor(rand()*100) else n.id end = o.id;
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:ReduceJoin,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)设置自动选择Mapjoin,默认为true
hive (default)> set hive.auto.convert.join = true;
--(2)大表小表的阈值设置(默认25M一下是小表):
hive (default)> set hive.mapjoin.smalltable.filesize=25000000;
默认情况下,Map阶段同一Key数据分发给一个reduce,当一个key数据过大时就发生数据倾斜了。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
hive (default)> hive.map.aggr = true
--(2)在Map端进行聚合操作的条目数目
hive (default)> hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000
--(3)有数据倾斜的时候进行负载均衡(默认是false)
hive (default)> hive.groupby.skewindata = true
当hive.groupby.skewindata = 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区到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。
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ReduceTask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。
-- 设置5个reduce
hive (default)> set mapreduce.job.reduces = 5;
-- 只会运行一个Reduce
hive (default)> select count(distinct id) from bigtable;
Stage-Stage-1: Map: 1 Reduce: 1 Cumulative CPU: 7.12 sec HDFS Read: 120741990 HDFS Write: 7 SUCCESS
-- 会运行2个job,第一个job会运行5个reduce输出后再运行第二个job,在数据量很大时很有用
hive (default)> select count(id) from (select id from bigtable group by id) a;
Stage-Stage-1: Map: 1 Reduce: 5 Cumulative CPU: 17.53 sec HDFS Read: 120752703 HDFS Write: 580 SUCCESS
尽量避免笛卡尔积,join的时候不加on条件,或者无效的on条件,Hive只能使用1个reduce来完成笛卡尔积。
列处理:在SELECT中,只拿需要的列,如果有,尽量使用分区过滤,少用SELECT *。
行处理: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。
-- 完全关联表后再过滤
hive (default)> select o.id from bigtable b join ori o on o.id = b.id where o.id <= 10;
-- 先过滤再关联(优先使用这个)
hive (default)> select b.id from bigtable b join (select id from ori where id <= 10 ) o on b.id = o.id;
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)开启动态分区功能(默认true,开启)
hive (default)> 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 (default)> 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 (default)> 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 (default)> 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 (default)> 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 (default)> hive.error.on.empty.partition=false
向分区中导入数据(如果分区不存在,会自动创建)
-- 静态分区(导入数据时分区是确定的)
hive (default)> load data local inpath '/data1/module/apache-hive-2.3.7-bin/hivedata/deptpart1' into table deptpart1 partition(area='huabei')
-- 动态分区(在导入数据时,根据数据某一列字段的值是什么,就自动创建分区),只能使用insert导入,分区列位于最后
hive (default)> insert into table emp3 partition(mgr) select empno,ename,job,hiredate,sal,comm,deptno,mgr from emp;
详见:分区/分桶
针对上面的问题2和3,我们需要采取两种方式来解决:即减少map数和增加map数;
在map执行前合并小文件,减少map数:CombineHiveInputFormat具有对小文件进行合并的功能(系统默认的格式)。HiveInputFormat没有对小文件合并功能。
hive (default)> set hive.input.format= org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat;
当input的文件都很大,任务逻辑复杂,map执行非常慢的时候,可以考虑增加Map数,来使得每个map处理的数据量减少,从而提高任务的执行效率。
增加map的方法为:根据computeSpliteSize(Math.max(minSize,Math.min(maxSize,blocksize)))=blocksize=128M公式,调整maxSize最大值。让maxSize最大值低于blocksize就可以增加map的个数。
-- 通过减小该参数来增加MapTask
hive (default)> set mapreduce.input.fileinputformat.split.maxsize=100;
--(1)每个Reduce处理的数据量默认是256MB
hive (default)> set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=256000000
--(2)每个任务最大的reduce数,默认为1009
hive (default)> set hive.exec.reducers.max=1009
--(3)计算reducer数的公式
N=min(hive.exec.reducers.max,总输入数据量/hive.exec.reducers.bytes.per.reducer)
set mapreduce.job.reduces = 15;
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。或者Hive执行过程中可能需要的其他阶段。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。如果有更多的阶段可以并行执行,那么job可能就越快完成。
通过设置参数hive.exec.parallel
值为true,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。
-- 打开任务并行执行,默认false
set hive.exec.parallel=true;
-- 同一个sql允许最大并行度,默认为8
set hive.exec.parallel.thread.number=16;
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。
Hive提供了一个严格模式,可以防止用户执行那些可能意想不到的不好的影响的查询,可通过设置属性hive.mapred.mode
值为非严格模式nonstrict关闭 (默认)。开启严格模式需要修改hive.mapred.mode
值为strict,开启严格模式可以禁止3种类型的查询。
<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>
JVM重用是Hadoop调优参数的内容,其对Hive的性能具有非常大的影响,特别是对于很难避免小文件的场景或task特别多的场景,这类场景大多数执行时间都很短。
Hadoop的默认配置通常是使用派生JVM来执行map和Reduce任务的。这时JVM的启动过程可能会造成相当大的开销,尤其是执行的job包含有成百上千task任务的情况。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>
这个功能的缺点是,开启JVM重用将一直占用使用到的task插槽,以便进行重用,直到任务完成后才能释放。如果某个“不平衡的”job中有某几个reduce task执行的时间要比其他Reduce task消耗的时间多的多的话,那么保留的插槽就会一直空闲着却无法被其他的job使用,直到所有的task都结束了才会释放。
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,有些任务的运行速度可能明显慢于其他任务(比如一个作业的某个任务进度只有50%,而其他所有任务已经运行完毕),则这些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的。
EXPLAIN [EXTENDED | DEPENDENCY | AUTHORIZATION] query
hive (default)> explain select * from emp;
hive (default)> explain select deptno, avg(sal) avg_sal from emp group by deptno;
(2)查看详细执行计划hive (default)> explain extended select * from emp;
hive (default)> explain extended select deptno, avg(sal) avg_sal from emp group by deptno;