bigdata_12_即席查询_Kylin操作指南

1 Kylin简介

Kylin是 Apache开源的分布式分析引擎,提供Hadoop、Spark、Flink之上的的SQL查询接口和**多维分析(OLAP)**能力,支持超大规模数据。

即席查询有两种:Kylin是 预计算。Presto是 基于内存

1.1 OLAP

OLAP(online analytical processing)是一种软件技术,使分析人员能够迅速、一致、交互的从各个方面观察讯息,OLAP也称为多维分析!

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OLAP分为两种:ROLAP和MOLAP

ROLAP(Relational OLAP):基于关系型数据库,不需要预计算。

MOLAP(multidimensional OLAP):基于多维数据集,需要预计算。

1.2 OLAP Cube

MOLAP基于多数据集,一个多维数据集称为一个OLAP Cube

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1.3 Star Scheme(星型模型)

事实表&维度表

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维度&度量

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1.4 Kylin特点

(1)支持超大规模数据集

(2)亚秒级响应

(3)标准SQL接口

(4)可伸缩和高吞吐量:可以搭建集群

(5)BI工具集成

2 Kylin架构

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(1)REST Server(查询)

用来暴露接口,通过该接口可以提供查询、获取结果、触发cube构建任务、获取元数据、获取用户权限等。

(2)Query Engine(查询)

查询引擎,当cube准备就绪后,查询引擎能够获取并解析用户查询。

(3)Routing路由器

Kylin只能用来查询cube设计好的结果。对于一些查询并不能直接查询,早期的提供了一个路由层将这种不能使用kylin的查询,路由到hive去执行,但是这样的查询速度就特别慢了。发行版中路由功能默认关闭!

(4)Metadata元数据

Kylin的元数据都保存在HBase中,保存了Kylin的所有元数据,其中最重要的是cube元数据。

(5)Cube Build Engine任务引擎

任务引擎对Kylin当中的全部任务加以管理与协调,从而确保每一项任务都能得到切实执行并解决其间出现的故障。

2 Kylin安装

2.1 Kylin环境依赖

安装Kylin前需要先部署好Hadoop、Hive、Zookeeper、HBase;并且需要配置环境变量(/etc/profile.d/my_env.sh )

这是因为Kylin会根据环境变量去加载所依赖的框架,不然的话要去Kylin配置这些环境

#HADOOP_HOME
export HADOOP_HOME=/opt/module/hadoop-3.1.3
export PATH=$PATH:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin
#HIVE_HOME
export HIVE_HOME=/opt/module/hive
export PATH=$PATH:$HIVE_HOME/bin
#HBASE_HOME
export HBASE_HOME=/opt/module/hbase
export PATH=$PATH:$HBASE_HOME/bin

然后需要source让环境变量生效。

2.2 Kylin搭建

步骤1:上传Kylin安装包apache-kylin-3.0.2-bin.tar.gz到/opt/software/kylin

步骤2:解压安装包

[atguigu@hadoop102 sorfware]$ tar -zxvf apache-kylin-3.0.2-bin.tar.gz -C /opt/module/

[atguigu@hadoop102 module]$ mv /opt/module/apache-kylin-3.0.2-bin /opt/module/kylin

2.3 兼容性问题

兼容性问题1

Hive3.1.2和我们使用的Spark3.0.0版本,有些API不能兼容!

解决的方式1:使用所支持的对应版本;

解决的方式2:下载源码,然后编译源码,将旧的过期的API替换成新的。

兼容性问题2

Kylin所依赖的API版本,和Spark里面所依赖的API版本不一样,这样Kylin启动时就会有两个同名的类!会根据加载顺序,如果加载了过期的依赖,那么就会报错!

解决方法:排除掉其中一个API

★排除冲突的jar包

修改/opt/module/kylin/bin/find-spark-dependency.sh,排除冲突的jar包,需要增加的内容:! -name ‘*jackson*’ ! -name ‘*metastore*’。注意前后的空格!!!

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2.4 Kylin启动

步骤1:启动Kylin之前,需要先启动Hadoop(hdfs、yarn、jobhistoryserver)、Zookeeper、HBase

步骤2:启动Kylin

[atguigu@hadoop102 kylin]$ bin/kylin.sh start

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步骤3:登录web页面

http://hadoop102:7070/kylin

用户名为:ADMIN,密码为:KYLIN

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步骤4:关闭Kylin

[atguigu@hadoop102 kylin]$ bin/kylin.sh stop

3 Kylin使用

Kylin多维分析:

(1)如何使用Kylin计算

(2)如何使用Kylin查询

3.1 创建project

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3.2 获取数据源

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导入Hive表:

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3.3 创建model

步骤1:new model

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步骤2:model名称

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步骤3:选择事实表、维度表

①事实表

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②维度表,并指定事实表和维度表的关联条件

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步骤4:选择维度字段

选择维度字段,可以从事实表中选择,也可以从维度表中选择。

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步骤5:选择度量值

度量值只能从事实表中选择!

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步骤6:指明分区字段(仅支持时间分区)和过滤条件

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3.4 创建cube

步骤1:填写cube信息,选择上面的model

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步骤2:选择Kylin查询所需要的维度字段

normal普通维度:就是普通的维度

derived衍生维度:选择的并不是真正的维度,而是所在维度表的主键(事实表的外键);目的是为了减少计算量,加快预计算。但是可能会影响查询效率。不建议使用~

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步骤3:选择所需度量值

可以单个添加度量值,也可以批量添加度量值~

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步骤4:自动合并设置

cube自动合并设置,cube需按照日期分区字段每天进行构建,每次构建的结果会保存在HBase中的一张表中,如果时间长了,那么要查询会从很多表中查询,效率很差。

为了提高查询效率,需要将每日的cube进行合并,默认是7天一小合并,28天一大合并

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步骤5:Kylin高级配置(优化相关,暂时跳过)

步骤6:Kylin相关属性配置覆盖

永久有效的配置,在/opt/module/kylin/conf/kylin.properties中配置。

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步骤7:构建Cube(计算)

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步骤8:选择要构建的时间区间

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步骤9:点击Monitor查看构建进度

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3.5 维度表重复key问题

①每日全量维度表及拉链表重复key的问题

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②错误原因

上面model中的维度表:dwd_dim_user_info_his为拉链表、dwd_dim_sku_info为每日全量表。

​ 使用整张表作为维度表,必然会出现订单表中同一个user_id或者sku_id对应多条数据的问题。

③解决方案1:创建临时表

在hive中创建维度表的临时表,该临时表只保存最新的一份完整的数据,在kylin中创建model时,选择临时表作为维度表。

④解决方案2:创建视图view

使用视图view实现上面相同功能。

步骤1:创建拉链维度表的视图(去重)

create view dwd_dim_user_info_his_view as select * from dwd_dim_user_info_his where end_date='9999-99-99';

步骤2:创建每日全量表的视图(去重)

--全量维度表视图
create view dwd_dim_sku_info_view as select * from dwd_dim_sku_info where dt=date_add(current_date,-1);

--当前情形我们先创建一个2020-06-16的视图
create view dwd_dim_sku_info_view as select * from dwd_dim_sku_info where dt='2020-06-16';

步骤3:删除discard掉前面的job,然后drop掉前面的job、cube、module、表,添加新的view

步骤4:重新创建model、cube

步骤5:查询结果

select
    ui.gender,
    si.tm_name,
    dp.region_name,
    sum(ORIGINAL_AMOUNT_D)
from
    dwd_fact_order_detail od
join
    dwd_dim_user_info_his_view ui
on
    od.user_id=ui.id
join
    dwd_dim_sku_info_view si
on
    od.sku_id=si.id
join
    dwd_dim_base_province dp
on
    od.province_id=dp.id
group by
    ui.gender,si.tm_name,dp.region_name;

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3.6 Kylin自动调度

Kylin也是离线计算,也要每天都跑。每天都要提交构建任务。构建任务是手动创建cube,build,提交日期。

Kylin任务交给azkaban调度。(Kylin的构建任务 封装到一个脚本中。)

Kylin的RESTful API

这样我们就能将构建cube的命令写道脚本中,将脚本就可以交给azkaban或者oozie去调度了。

官网地址:http://kylin.apache.org/

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①Query

  • 其中curl -X POST 指明发送的请求的方式。

  • -H 是请求的请求头Header,"Authorization是认证。xxxxx位置是:Kylin的用户名和密码,用户名:密码不能明文的方式写在这里,要使用base64加密算法。

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  • -H 内容的类型是json,Josn的内容有两个字段

    • sql:查询的内容,查询的内容还不能随便写,只能查询分组聚合的需求。(预计算的结果)

    • project是Kylin中的project

      image-20210114000208600

curl -X POST -H "Authorization: Basic QURNSU46S1lMSU4=" -H "Content-Type: application/json" -d '{ "sql":"select ui.gender,si.tm_name,dp.region_name,sum(ORIGINAL_AMOUNT_D) from dwd_fact_order_detail od join dwd_dim_user_info_his_view ui on od.user_id=ui.id join dwd_dim_sku_info_view si on od.sku_id=si.id join dwd_dim_base_province dp on od.province_id=dp.id group by ui.gender,si.tm_name,dp.region_name;", "project":"gmall" }' http://hadoop102:7070/kylin/api/query

可以在任何一台节点上执行这个命令:很快就能响应结果

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②构建Cube

  • curl -X PUT 指明发送请求的方式为PUT
  • -H 头信息,认证;内容类型json格式
  • startTime开始的时间戳,毫秒;endTime结束的时间戳
  • http://:/kylin/api/cubes/{构建的cube的名称}/build
curl -X PUT -H "Authorization: Basic XXXXXXXXX" -H 'Content-Type: application/json' -d '{"startTime":'1423526400000', "endTime":'1423612800000', "buildType":"BUILD"}' http://<host>:<port>/kylin/api/cubes/{cubeName}/build

构建Cube的脚本

#!/bin/bash
cube_name=order_cube
do_date=`date -d '-1 day' +%F`

#获取00:00时间戳
start_date_unix=`date -d "$do_date 08:00:00" +%s`
start_date=$(($start_date_unix*1000))

#获取24:00的时间戳
stop_date=$(($start_date+86400000))

curl -X PUT -H "Authorization: Basic QURNSU46S1lMSU4=" -H 'Content-Type: application/json' -d '{"startTime":'$start_date', "endTime":'$stop_date', "buildType":"BUILD"}' http://hadoop102:7070/kylin/api/cubes/$cube_name/build

4 Kylin Cube构建原理

4.1 概念回顾

维度,就是观察数据的角度

度量,就是被聚合(观察)的统计值,也就是聚合运算的结果

Cuboid,每种维度组合jjiu是一个Cuboid

Cube,15个Cuboid整体就是一个Cube

4.2 Cube存储原理

Cube在HBase中的存储是以K-V的形式存储的,K是coboid+维度字典表的维度值,V就是聚合值

其中coboid,只要有一个条件就是1

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4.3 Cube构建算法

①逐层构建算法(layer)

特点:稳定,但是速度慢,原因是多个MR串行运行。

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②快速构建算法(inmem)

特点是 ,速度快,基于内存。但是相对稳定性就差一些。

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5 Kylin Cube构建优化

5.1 衍生维度(derived dimension)

衍生维度是优化计算,通过减少计算量的方式 加快预计算。

**原理:**将维度表的非主键维度排除掉,使用维度表的主键(事实表的外键)来替代。

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案例:

如果是A表:a,B表:b1,b2,C表:c。这样一共有4个维度,使用nomal方式:会有15个cuboid

如果使用derived方式,就不使用这四个维度,而是使用对应事实表的外键,会有7个cuboid

问题:

虽然使用衍生维度会减少计算,但是会影响查询。因为像上图,最后会对查询的结果,再次聚合。

衍生维度使用场景

一般都不建议使用衍生维度,如果是计算时间不够了,可以使用衍生维度,因为降低计算时间。

什么时候不建议使用衍生维度?

维度表中的主键和维度字段的值相差太大,不建议使用。

比如:userid(百万条) —> gender(2条),最后有较多的聚合。

5.2 聚合组(aggregation group)★

聚合组也是优化计算。聚合组(是Aggregation group)是一种强大的剪枝工具。

①强制维度(Mandatory)

如果一个维度被定义为强制维度,那么这个分组产生的所有cuboid种的所有cuboid都会包含该维度。

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②层级维度(Hierarchy)

比如年、月、日;省、市、县这样的维度都是由层级关系的。

有些维度的组合是没有意义的,比如年-日,所以这样的就不需要做统计了。

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③联合维度(Joint)

每个联合种包含两个或更多个维度。那么在所有的cuboid种这些联合维度,要么一起出现,要么都不出现。

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④Kylin Web页面设置聚合组

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5.3 Row Key优化★

Kylin会把所有的维度根据维度字典表的数字 按照顺序组合成一个完整的Rowkey。

Rowkey的设计原则:(优化查询)

①被用作过滤条件的维度放在前面(优化查询)

什么意思呢?

如果是下图这样的查询,如果Rowkey的顺序是A+B,那么查询的结果就是根据rowkey的字典序排列,那么A字段会排在前面,这样会出现间隔,会影响查询效率!

但是把过滤条件B放在前面,那么查询的时候,会将结果排在一起。可以提高查询效率。

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②基数大的维度放在基数小的维度前面(优化计算)

当ABCD四个维度,降维成三维Cuboid为1110和1101的时候,如果再降成二维1100,那么可以从1110降、也可以从1101降,这个时候,是从一个三维降到二维即可!那么选择哪个?

kylin选择Cuboid小的,Cuboid小就说明AB相同的情况下D的基数要比C小,那么计算量也就小,所以Kylin的rowkey要将基数大的维度放再基数小的维度前面。

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③ Kylin Web页面调整Rowkey顺序

也是在第五步 Advanced Setting种设置中调整rowkey的顺序

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5.4 并发粒度优化(HBase分区优化)

并发粒度优化,其实就是HBase分区的优化

--HBase
在HBase中,一张表有可能会被分成多个Region,那么是怎么分成多个region的呢?
1 达到自动分裂的阈值 就自动分裂(HBase自动分裂的阈值是10G,也就是一个region超过10G就会分裂)

2 预分区(配置Rowkey),提前设置多少个分区数,配合上Rowkey的设计,让数据根据rowkey进入到不同的分区中

--Kylin
在Kylin中一个Segment其实就是HBase中的一张表

Kylin如何优化分区的呢?
1 通过参数"kylin.hbase.region.cut"设置region分裂的阈值(HBase默认10G、Kylin默认5G)
2 通过参数"kylin.hbase.region.count.min",设置分区的个数(预分区)

-- kylin.hbase.region.count.min(默认为1)
-- kylin.hbase.region.count.max(默认为500)

Kylin通过上面两个配置参数来决定每个Segment最少或最多被划分成多少个分区

Kylin Web页面调整参数

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6 Kylin BI工具集成

可以与Kylin结合使用的可视化工具很多,例如:

​ ODBC:与Tableau、Excel、PowerBI等工具集成

JDBC:与Saiku、BIRT等Java工具集成

​ RestAPI:与JavaScript、Web网页集成

​ Kylin开发团队还贡献了Zepplin的插件,也可以使用Zepplin来访问Kylin服务。

6.1 JDBC

步骤1:新建项目并导入依赖

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.kylingroupId>
            <artifactId>kylin-jdbcartifactId>
            <version>3.0.2version>
        dependency>
    dependencies>

步骤2:编码

  • 获取Kylin JDBC驱动
  • 获取Kylin URL
  • 获取Kylin 的用户名和密码
  • 获取JDBC连接
  • 编译SQL
  • 执行SQL查询
  • 遍历打印结果
public class JDBCTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
        //Kylin_JDBC 驱动
        String KYLIN_DRIVER = "org.apache.kylin.jdbc.Driver";

        //Kylin_URL
        String KYLIN_URL = "jdbc:kylin://hadoop102:7070/gmall";

        //Kylin的用户名
        String KYLIN_USER = "ADMIN";

        //Kylin的密码
        String KYLIN_PASSWD = "KYLIN";

        //添加驱动信息
        Class.forName(KYLIN_DRIVER);

        //获取连接
        Connection connection = DriverManager.getConnection(KYLIN_URL, KYLIN_USER, KYLIN_PASSWD);

        //预编译SQL
        PreparedStatement ps = connection.prepareStatement("" +
                "select\n" +
                "    si.tm_name,\n" +
                "    dp.region_name,\n" +
                "    sum(ORIGINAL_AMOUNT_D)\n" +
                "from\n" +
                "    dwd_fact_order_detail od\n" +
                "join\n" +
                "    dwd_dim_user_info_his_view ui\n" +
                "on\n" +
                "    od.user_id=ui.id\n" +
                "join\n" +
                "    dwd_dim_sku_info_view si\n" +
                "on\n" +
                "    od.sku_id=si.id\n" +
                "join\n" +
                "    dwd_dim_base_province dp\n" +
                "on\n" +
                "    od.province_id=dp.id\n" +
                "group by\n" +
                "    ui.gender,si.tm_name,dp.region_name;");

        //执行查询
        ResultSet resultSet = ps.executeQuery();

        //遍历打印
        while (resultSet.next()) {
            System.out.println(resultSet.getString(1)+ ":" + resultSet.getString(2)+":"+resultSet.getBigDecimal(3));
        }
    }
}

步骤3:查询结果

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6.2 Zeppelin

Zeppelin就是BI工具,集成各种各样的数据,执行查询语句,将结果转换成图形。

①Zeppelin部署安装

步骤1:将zeppelin的安装包上传到/opt/software

步骤2:将安装包解压到/opt/module/路径下

[atguigu@hadoop102 sorfware]$ tar -zxvf zeppelin-0.8.0-bin-all.tgz -C /opt/module/
# 修改名称
[atguigu@hadoop102 module]$ mv zeppelin-0.8.0-bin-all/ zeppelin

步骤3:修改zeppelin的端口号

为什么要修改zeppelin的端口号?

zeppelin默认的端口号是8080,但是Zookeeper在3.5版本leader也会占用8080端口,如果zookeeper选举的leader和zeppelin在一个节点上,就会端口冲突了,需要先去修改zeppelin的端口号。

[atguigu@hadoop102 zeppelin]$ cd conf/
[atguigu@hadoop102 conf]$ mv zeppelin-site.xml.template zeppelin-site.xml
[atguigu@hadoop102 conf]$ vim zeppelin-site.xml 
# 查找port
修改为9090

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步骤4:启动zeppelin

方式1:阻塞前台

[atguigu@hadoop102 zeppelin]$ bin/zeppelin.sh start

方式2:后台启动

[atguigu@hadoop102 zeppelin]$ bin/zeppelin-daemon.sh start

②Zeppelin使用

步骤1:登录web页面

步骤2:配置kylin的解释器

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步骤3:对接kylin,创建note

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步骤4:使用zeppelin

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