Hive架构及Hive SQL的执行流程解读

1、Hive产生背景

MapReduce编程的不便性
HDFS上的文件缺少Schema(表名，名称，ID等，为数据库对象的集合)

2、Hive是什么

Hive的使用场景是什么？

基于Hadoop做一些数据清洗啊（ETL）、报表啊、数据分析

可以将结构化的数据文件映射为一张数据库表，并提供类SQL查询功能。

Hive是SQL解析引擎，它将SQL语句转译成M/R Job然后在Hadoop执行。

由Facebook开源，最初用于解决海量结构化的日志数据统计问题
构建在Hadoop之上的数据仓库
Hive定义了一种类SQL查询语言：HQL（类似SQL但不完全相同）
通常用于进行离线数据处理（早期采用MapReduce）
底层支持多种不同的执行引擎（现在可以直接把Hive跑在Spark上面）

Hive底层的执行引擎有：MapReduce、Tez、Spark

3、Hive 特点

Hive 最大的特点是 Hive 通过类 SQL 来分析大数据，而避免了写 MapReduce 程序来分析数据，这样使得分析数据更容易
Hive 是将数据映射成数据库和一张张的表，库和表的元数据信息一般存在关系型数据库上（比如 MySQL）
Hive 本身并不提供数据的存储功能，数据一般都是存储在 HDFS 上的（对数据完整性、格式要求并不严格）
Hive 很容易扩展自己的存储能力和计算能力，这个是继承自 hadoop 的（适用于大规模的并行计算）
Hive 是专为 OLAP(在线分析处理) 设计，不支持事务

4、Hive体系架构

Hive是C/S模式

客户端：

Client端有JDBC/ODBC和Thrift Client，可远程访问Hive

可以通过shell脚本的方式访问，或者通过Thrift协议，按照平时编写JDBC的方式完成对Hive的数据操作

Server：CLI、Thrift Server、HWI(Hive web Interface)、Driver、Metastore

其中CLI、Thrift Server、HWI是暴露给Client访问的独立部署的Hive服务
Driver、Metastore是Hive内部组件，Metastore还可以供第三方SQL on Hadoop框架使用
beeine(Hive 0.11引入)，作为Hive JDBC Client访问HiveServer2，解决了CLI并发访问问题

Driver：

输入了sql字符串，对sql字符串进行解析，转化程抽象语法树，再转化成逻辑计划，然后使用优化工具对逻辑计划进行优化，最终生成物理计划（序列化反序列化，UDF函数），交给Execution执行引擎，提交到MapReduce上执行（输入和输出可以是本地的也可以是HDFS/Hbase）见下图的hive架构

Metastore：

Metastore进行元数据管理：Derby（内置）、Mysql；Derby：Derby只接受一个Hive的会话访问；Mysql：Hive跑在Hadoop之上的，Mysql进行主备（定时同步操作）

由上图可知，hadoop 和 mapreduce 是 hive 架构的根基。

MetaStore：存储和管理Hive的元数据，使用关系数据库来保存元数据信息。

解析器和编译器：将SQL语句生成语法树，然后再生成DAG形式的Job链，成为逻辑计划

优化器：只提供了基于规则的优化

列过滤：去除查询中不需要的列
行过滤：Where条件判断等在TableScan阶段就进行过滤，利用Partition信息，只读取符合条件的Partition
谓词下推：减少后面的数据量
Join方式
。 Map端join：调整Join顺序，确保以大表作为驱动表，小表载入所有mapper内存中
。 shuffle join：按照hash函数，将两张表的数据发送给join
。对于数据分布不均衡的表Group by时，为避免数据集中到少数的reducer上，分成两个map-reduce阶段。第一个阶段先用Distinct列进行shuffle，然后在reduce端部分聚合，减小数据规模，第二个map-reduce阶段再按group-by列聚合。
。 sort merge join：排序，按照顺序切割数据，相同的范围发送给相同的节点(运行前在后台创建立两张排序表，或者建表的时候指定)
。在map端用hash进行部分聚合，减小reduce端数据处理规模。

执行器：执行器将DAG转换为MR任务。执行器会顺序执行其中所有的Job，如果Job不存在依赖关系，采用并发的方式进行执行。

5、基于Hadoop上的Hive SQL的执行流程

sql写出来以后只是一些字符串的拼接，所以要经过一系列的解析处理，才能最终变成集群上的执行的作业

1.Parser：将sql解析为AST（抽象语法树），会进行语法校验，AST本质还是字符串

2.Analyzer：语法解析，生成QB（query block）

3.Logicl Plan：逻辑执行计划解析，生成一堆Opertator Tree

4.Logical optimizer:进行逻辑执行计划优化，生成一堆优化后的Opertator Tree

5.Phsical plan：物理执行计划解析，生成tasktree

6.Phsical Optimizer：进行物理执行计划优化，生成优化后的tasktree，该任务即是集群上的执行的作业

结论：经过以上的六步，普通的字符串sql被解析映射成了集群上的执行任务，最重要的两步是逻辑执行计划优化和物理执行计划优化（图中红线圈画）

查看执行计划。

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