15-Hadoop压缩和存储

Hadoop压缩和存储

Hadoop压缩和存储思维导图

1、 Hadoop压缩配置

1) MR支持的压缩编码

  • 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

2) 压缩配置参数

  • 要在Hadoop中启用压缩,可以配置如下参数(mapred-site.xml文件中):

3) 开启Map输出阶段压缩

  • 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。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

      • hive (default)>set mapreduce.map.output.compress.codec= org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec;
    • 4)执行查询语句

      • hive (default)> select count(*) from aaaa;

4) 开启Reduce输出阶段压缩

  • 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 ‘/root/data’ select * from aaaa;

2、 文件存储格式

Hive支持的存储数的格式主要有:

  • TEXTFILE
  • SEQUENCEFILE
  • ORC
  • PARQUET

1) 列式存储和行式存储

  • 上图左边为逻辑表,右边第一个为行式存储,第二个为列式存储

  • 行存储的特点:

    • 查询满足条件的一整行数据的时候,列存储则需要去每个聚集的字段找到对应的每个列的值,行存储只需要找到其中一个值,其余的值都在相邻地方,所以此时行存储查询的速度更快。
  • 列存储的特点:

    • 因为每个字段的数据聚集存储,在查询只需要少数几个字段的时候,能大大减少读取的数据量;每个字段的数据类型一定是相同的,列式存储可以针对性的设计更好的设计压缩算法。
  • 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

2) TEXTFILE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

3) ORC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,这样应该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:

      • 1)Index Data:一个轻量级的index,默认是每隔1W行做一个索引。这里做的索引应该只是记录某行的各字段在Row Data中的offset
    • Row Data:

      • 2)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:

      • 3)Stripe Footer:存的是各个Stream的类型,长度等信息
        
    • 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。

4) PARQUET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

    • 左图展示了一个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。

5) 主流文件存储格式对比实验

  • 1)TextFile

    • (1)创建表,存储数据格式为TEXTFILE
 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

	- hive (default)> load data local inpath '/root/log' into table log_text ;

- (3)查看表中数据大小

	- dfs -du -h /user/hive/warehouse/log_text;

- 18.1 M  /user/hive/warehouse/log_text/log.data
  • 2)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

	- dfs -du -h /user/hive/warehouse/log_orc/ ;

- 2.8 M  /user/hive/warehouse/log_orc/000000_0
  • 3)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

	- dfs -du -h /user/hive/warehouse/log_parquet/ ;

- 13.1 M  /user/hive/warehouse/log_parquet/000000_0
  • 存储文件的压缩比总结:

    • ORC > Parquet > textFile

3、 存储和压缩结合

官网:https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/LanguageManual+ORC

ORC存储方式的压缩:

1)创建一个非压缩的的ORC存储方式

  • (1)建表语句
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");
  • (2)插入数据

    • insert into table log_orc_none select * from log_text ;
  • (3)查看插入后数据

    • dfs -du -h /user/hive/warehouse/log_orc_none/ ;
  • 7.7 M /user/hive/warehouse/log_orc_none/000000_0

2)创建一个SNAPPY压缩的ORC存储方式

  • (1)建表语句
	- 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");
  • (2)插入数据

    • insert into table log_orc_snappy select * from log_text ;
  • (3)查看插入后数据

    • dfs -du -h /user/hive/warehouse/log_orc_snappy/ ;
  • 3.8 M /user/hive/warehouse/log_orc_snappy/000000_0

3)上一节中默认创建的ORC存储方式,导入数据后的大小为

  • 2.8 M /user/hive/warehouse/log_orc/000000_0
  • 比Snappy压缩的还小。原因是orc存储文件默认采用ZLIB压缩。比snappy压缩的小。

xshell连接窍门:

sshd_config:

  • UserDNS(no)

sshd restart

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