总结了一下在以往工作中,对于Hive SQL
调优的一些实际应用,是日常积累的一些优化技巧,如有出入,欢迎在评论区留言探讨~
列裁剪和分区裁剪,全表和全列扫描效率都很差,生产环境绝对不要使用SELECT *
,所谓列裁剪就是在查询时只读取需要的列,分区裁剪就是只读取需要的分区
hive.optimize.cp
,默认是truehive.optimize.pruner
,默认是trueHiveSQL
解析阶段对应的则是ColumnPruner
逻辑优化器Group By 配置调整,map
阶段会把同一个key
发给一个reduce
,当一个key
过大时就倾斜了,可以开启map
端预聚合,可以有效减少shuffle
数据量并
# 是否在map端聚合,默认为true
set hive.map.aggr = true;
# 在map端聚合的条数
set hive.groupby.mapaggr.checkintervel = 100000;
# 在数据倾斜的时候进行均衡负载(默认是false),开启后会有 两个`mr任务`。
# 当选项设定为true时,第一个 `mr任务` 会将map输出的结果随机分配到`reduce`,
# 每个`reduce`会随机分布到`reduce`上,这样的处理结果是会使相同的`group by key`分到不同的`reduce`上。
# 第二个 `mr任务` 再根据预处理的结果按`group by key`分到`reduce`上,
# 保证相同`group by key`的数据分到同一个`reduce`上。
# *切记!!!*
# 这样能解决数据倾斜,但是不能让运行速度更快
# 在数据量小的时候,开始数据倾斜负载均衡可能反而会导致时间变长
# 配置项毕竟是死的,单纯靠它有时不能根本上解决问题
# 因此还是建议自行了解数据倾斜的细节,并优化查询语句
set hive.groupby.skewindata = true;
Vectorization,矢量计算技术,通过设置批处理的增量大小为1024行单次来达到比单行单次更好的效率
# 开启矢量计算
set hive.vectorized.execution.enabled = true;
# 在reduce阶段开始矢量计算
set hive.vectorized.execution.reduce.enabled = true;
多重模式,一次读取多次插入,同一张表的插入操作优化成先from table
再insert
in/exists或者join用left semi join
代替(为什么替代扩展一下~)
CBO优化,成本优化器,代价最小的执行计划就是最好的执行计划
hive.cbo.enable
,自动优化hivesql中多个join的执行顺序set hive.cbo.enable = true;
set hive.compute.query.using.stats = true;
set hive.stats.fetch.column.stats = true;
set hive.stats.fetch.partition.stats = true;
谓词下推(非常关键的一个优化),将sql
语句中的where
谓词逻辑都尽可能提前执行,减少下游处理的数据量,
在关系型数据库如MySQL中,也有谓词下推(Predicate Pushdown,PPD)
的概念,
它就是将sql
语句中的where
谓词逻辑都尽可能提前执行,减少下游处理的数据量
# 这个设置是默认开启的
# 如果关闭了但是cbo开启,那么关闭依然不会生效
# 因为cbo会自动使用更为高级的优化计划
# 与它对应的逻辑优化器是PredicatePushDown
# 该优化器就是将OperatorTree中的FilterOperator向上提
set hive.optimize.pdd = true;
# 举个例子
# 对forum_topic做过滤的where语句写在子查询内部,而不是外部
select a.uid,a.event_type,b.topic_id,b.title
from calendar_record_log a
left outer join (
select uid,topic_id,title from forum_topic
where pt_date = 20220108 and length(content) >= 100
) b on a.uid = b.uid
where a.pt_date = 20220108 and status = 0;
Map Join,map join
是指将join
操作两方中比较小的表直接分发到各个map
进程的内存中,在map
中进行join
的操作。
map join
特别适合大小表join
的情况,Hive会将build table
和probe table
在map
端直接完成join
过程,消灭了reduce
,减少shuffle
,所以会减少开销
set hive.auto.convert.join = true
,配置开启,默认是true小表join大表
,小表作为主连接的主表,所有数据都要写出去,此时会走reduce
阶段,mapjoin
会失效大表join小表
不受影响,上一条的原因主要是因为小表join大表
的时候,map
阶段不知道reduce
的结果其他reduce
是否有,reduce
聚合的时候再处理,就产生了reduce
的开销# 举个例子
# 在最常见的`hash join`方法中,一般总有一张相对小的表和一张相对大的表,
# 小表叫`build table`,大表叫`probe table`
# Hive在解析带join的SQL语句时,会默认将最后一个表作为`probe table`,
# 将前面的表作为`build table`并试图将它们读进内存
# 如果表顺序写反,`probe table`在前面,引发`OOM(内存不足)`的风险就高了
# 在维度建模数据仓库中,事实表就是`probe table`,维度表就是`build table`
# 假设现在要将日历记录事实表和记录项编码维度表来`join`
select a.event_type,a.event_code,a.event_desc,b.upload_time
from calendar_event_code a
inner join (
select event_type,upload_time from calendar_record_log
where pt_date = 20220108
) b on a.event_type = b.event_type;
Map Join,大表和大表的MapReduce任务
,可以使用SMB Join
set hive.optimize.bucketmapjoin = true;
set hive.optimeize.bucketmapjoin.sortedmerge = true;
hive.input.format = org.apache.hadoop.hive.ql.io.BucketizedHiveInputFormat;
多表join时key相同,这种情况会将多个join
合并为一个mr 任务
来处理
# 举个例子
# 如果下面两个join的条件不相同
# 比如改成a.event_code = c.event_code
# 就会拆成两个MR job计算
select a.event_type,a.event_code,a.event_desc,b.upload_time
from calendar_event_code a
inner join (
select event_type,upload_time from calendar_record_log
where pt_date = 20220108
) b on a.event_type = b.event_type
inner join (
select event_type,upload_time from calendar_record_log_2
where pt_date = 20220108
) c on a.event_type = c.event_type;
笛卡尔积,在生产环境中严禁使用
Sort By 代替 Order By,HiveQL中的order by
与其他sql
方言中的功能一样,就是将结果按某字段全局排序,这会导致所有map
端数据都进入一个reducer
中,
在数据量大时可能会长时间计算不完。如果使用sort by
,那么还是会视情况启动多个reducer进行排序
,并且保证每个reducer
内局部有序。
为了控制map
端数据分配到reducer
的key
,往往还要配合distribute by
一同使用,如果不加distribute by
的话,map
端数据就会随机分配到reducer
# 举个例子
select uid,upload_time,event_type,record_data
from calendar_record_log
where pt_date >= 20220108 and pt_date <= 20220131
distribute by uid
sort by upload_time desc,event_type desc;
Group By代替Distinct,当要统计某一列的去重数时,如果数据量很大,count(distinct)
就会非常慢,原因与order by
类似,
count(distinct)
逻辑只会有很少的reducer
来处理。但是这样写会启动两个mr任务
(单纯distinct只会启动一个),
所以要确保数据量大到启动mr任务
的overhead
远小于计算耗时,才考虑这种方法,当数据集很小或者key
的倾斜比较明显时,group by
还可能会比distinct
慢
注意要和数据过量的情况区分开,数据倾斜是大部分任务都已经执行完毕,但是某一个任务或者少数几个任务,一直未能完成,甚至执行失败,
而数据过量,是大部分任务都执行的很慢,这种情况需要通过扩充执行资源的方式来加快速度,大数据编程不怕数据量大,就怕数据倾斜,一旦数据倾斜,严重影响效率
group by
操作,同时聚合函数为count
或sum
,单个key
导致的数据倾斜可以这样通过设置开启map
端预聚合参数的方式来处理# 是否在map端聚合,默认为true
set hive.map.aggr = true;
# 在map端聚合的条数
set hive.groupby.mapaggr.checkintervel = 100000;
# 有数据倾斜的时候开启负载均衡,这样会生成两个mr任务
set hive.groupby.skewindata = true;
group by
操作,同时聚合函数为count
或sum
,多个key
导致的数据倾斜可以通过增加reduce
的数量来处理
# 每个reduce处理的数量
set hive.exec.reduce.bytes.per.reducer = 256000000;
# 每个任务最大的reduce数量
set hive.exec.reducers.max = 1009;
# 计算reducer数的公式,根据任务的需要调整每个任务最大的reduce数量
N = min(设置的最大数,总数量数/每个reduce处理的数量)
# 在hadoop的mapred-default.xml文件中修改
set mapreduce.job.reduces = 15;
map
数量# join的key对应记录条数超过该数量,会进行分拆
set hive.skewjoin.key = 1000;
# 并设置该参数为true,默认是false
set hive.optimize.skewjoin = true;
# 上面的参数如果开启了会将计算数量超过阈值的key写进临时文件,再启动另外一个任务做map join
# 可以通过设置这个参数,控制第二个任务的mapper数量,默认10000
set hive.skewjoin.mapjoin.map.tasks = 10000;
mapjoin
,减少reduce
从根本上解决数据倾斜,参考HiveSQL语法优化 -> 多表查询优化 -> Map Join,大表和大表的MapReduce任务,SMB Join
这种情况很常见,比如当事实表是日志类数据
时,往往会有一些项没有记录到,我们视情况会将它置为null
,或者空字符串
、-1
等,
如果缺失的项很多,在做join
时这些空值就会非常集中,拖累进度,因此,若不需要空值数据,就提前写where语句过滤掉,
需要保留的话,将空值key用随机方式打散,例如将用户ID为null的记录随机改为负值:
select a.uid,a.event_type,b.nickname,b.age
from (
select
(case when uid is null then cast(rand()*-10240 as int) else uid end) as uid,
event_type from calendar_record_log
where pt_date >= 20220108
) a left outer join (
select uid,nickname,age from user_info where status = 4
) b on a.uid = b.uid;
比如int
类型和string
类型进行关联,关联时候以小类型作为分区,这里int
、string
会到一个reduceTask
中,如果数据量多,会造成数据倾斜
# 可以通过转换为同一的类型来处理
cast(user.id as string)
这其实是上面处理空值方法的拓展,不过倾斜的key
变成了有意义的,一般来讲倾斜的key
都很少,我们可以将它们抽样出来,
对应的行单独存入临时表中,然后打上一个较小的随机数前缀(比如0~9
),最后再进行聚合
map
阶段输出文件太小,产生大量小文件map
的开销很大Job
执行时间过长根据实际情况,控制map
数量需要遵循两个原则
map
数map
任务处理合适的数据量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map
的数量呢?在map
阶段,文件先被切分成split
块,而后每一个split
切片对应一个Mapper任务
,FileInputFormat
这个类先对输入文件进行逻辑上的划分,以128m
为单位,将原始数据从逻辑上分割成若干个split
,每个split
切片对应一个mapper任务
,map
数量computeSliteSize(Math.max(minSize, Math.min(maxSize, blockSize))) = blockSize = 128m
set mapreduce.input.fileinputformat.split.maxsize = 100;
为什么要进行小文件合并?因为如果一个任务有很多小文件(远远小于块大小128m),则每个小文件也会被当做一个块,用一个map
任务来完成,
而一个map
任务启动和初始化的时间远远大于逻辑处理的时间,就会造成很大的资源浪费,同时可执行的map
数是受限的
两种方式合并小文件
Map执行前
合并小文件,减少map
数量// 每个Map最大输入大小(这个值决定了合并后文件的数量)
set mapred.max.split.size = 256000000;
// 一个节点上split的至少的大小(这个值决定了多个DataNode上的文件是否需要合并)
set mapred.min.split.size.per.node = 100000000;
// 一个交换机下split的至少的大小(这个值决定了多个交换机上的文件是否需要合并)
set mapred.min.split.size.per.rack = 100000000;
// 执行Map前进行小文件合并
set hive.input.format = org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat;
Map-Reduce任务执行结束时
合并小文件,减少小文件输出// 设置map端输出进行合并,默认为true
set hive.merge.mapfiles = true;
// 设置reduce端输出进行合并,默认为false
set hive.merge.mapredfiles = true;
// 设置合并文件的大小,默认是256
set hive.merge.size.per.task = 256 * 1000 * 1000;
// 当输出文件的平均大小小于该值时,启动一个独立的`MapReduce任务`进行文件`merge`。
set hive.merge.smallfiles.avgsize = 16000000;
map
端执行combiner
,执行命令:set hive.map.aggr = true;
combiners
是对map
端的数据进行适当的聚合,其好处是减少了从map
端到reduce
端的数据传输量map
计算的结果进行二次聚合,使Key-Value
中List
的数据量变小,从而达到减少数据量的目的推测执行(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,set mapred.reduce.tasks.speculative.execution = true; # 默认是true
map task
或者reduce task
的话,假设一个SQL任务:
SELECT COUNT(1)
FROM fx67ll_alarm_count_copy
WHERE alarm_date = "2021-01-08";
该任务的输入目录inputdir
是:/group/fx67ll_data/fx67ll_data_etl/date/fx67ll_alarm_count_copy/alarm_date=2021-01-08
,共有194个文件,
其中很多是远远小于128m
的小文件,总大小约9G
,正常执行会用194个Map任务
,map
总共消耗的计算资源:SLOTS_MILLIS_MAPS= 610,023
通过在Map执行前合并小文件,减少Map数
# 前面三个参数确定合并文件块的大小
# 大于文件块大小128m的,按照128m来分隔
# 小于128m,大于100m的,按照100m来分隔
# 把那些小于100m的(包括小文件和分隔大文件剩下的),进行合并,最终生成了74个块
set mapred.max.split.size=100000000;
set mapred.min.split.size.per.node=100000000;
set mapred.min.split.size.per.rack=100000000;
set hive.input.format=org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat;
合并后,用了74个map
任务,map
消耗的计算资源:SLOTS_MILLIS_MAPS= 323,098
,对于这个简单SQL任务,执行时间上可能差不多,但节省了一半的计算资源
再假设这样一个SQL任务:
SELECT data_fx67ll,
COUNT(1),
COUNT(DISTINCT id),
SUM(CASE WHEN …),
SUM(CASE WHEN …),
SUM(…)
FROM fx67ll_device_info_zs
GROUP data_fx67ll
如果表fx67ll_device_info_zs
只有一个文件,大小为120m
,但包含几千万的记录,如果用1个map
去完成这个任务,肯定是比较耗时的,
这种情况下,我们要考虑将这一个文件合理的拆分成多个
增加Reduce数量,来增加Map数量
set mapred.reduce.tasks=10;
CREATE TABLE fx67ll_device_info_zs_temp
AS
SELECT *
FROM fx67ll_device_info_zs
DISTRIBUTE BY RAND(123);
这样会将fx67ll_device_info_zs
表的记录,随机的分散到包含10个文件的fx67ll_device_info_zs_temp
表中,
再用fx67ll_device_info_zs_temp
代替上面sql
中的fx67ll_device_info_zs
表,
则会用10个map
任务去完成,每个map
任务处理大于12m(几百万记录)
的数据,效率肯定会好很多
map
一样,启动和初始化reduce
也会消耗时间和资源reduce
,就会有多少个输出文件,如果生成了很多个小文件,那么如果这些小文件作为下一个任务的输入,则也会出现小文件过多的问题和map
一样,控制reduce
数量需要遵循两个原则
reduce
数reduce
任务处理合适的数据量reduce
个数的设定极大影响任务执行效率,不指定reduce
个数的情况下,Hive会猜测确定一个reduce
个数,基于以下两个设定:
# 每个reduce任务处理的数据量,默认为 1000^3=1G
hive.exec.reducers.bytes.per.reducer
# 每个任务最大的reduce数,默认为999
hive.exec.reducers.max
计算reducer
数的公式很简单N = min(参数2,总输入数据量 / 参数1)
即,如果reduce
的输入(map
的输出)总大小不超过1G,那么只会有一个reduce
任务
举个例子:
SELECT alarm_date,
COUNT(1)
FROM fx67ll_alarm_count_copy
WHERE alarm_date = "2021-01-08"
GROUP BY alarm_date;
该任务的输入目录inputdir
是:/group/fx67ll_data/fx67ll_data_etl/date/fx67ll_alarm_count_copy/alarm_date=2021-01-08
,
总大小为9G
多,因此这句有10个reduce
注意!!!实际开发中,reduce的个数一般通过程序自动推定,而不人为干涉,因为人为控制的话,如果使用不当很容易造成结果不准确,且降低执行效率
reduce
任务处理的数据量来调整reduce
个数,处理的数据量少了,任务数就多了# 设置每个reduce任务处理的数据量500M,默认是1G
set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer = 500000000;
SELECT alarm_date,
COUNT(1)
FROM fx67ll_alarm_count_copy
WHERE alarm_date = "2021-01-08"
GROUP BY alarm_date;
这次有20个reduce
Job
中的最大reduce
数量,过于简单粗暴,慎用,尽量不要,虽然设置了reduce
的个数看起来好像执行速度变快了,但是实际并不是这样的# 设置每个任务最大的reduce数为15个,默认为999
set mapred.reduce.tasks = 15;
SELECT alarm_date,
COUNT(1)
FROM fx67ll_alarm_count_copy
WHERE alarm_date = "2021-01-08"
GROUP BY alarm_date;
这次有15个reduce
参考map优化的最后一项
很多时候你会发现任务中不管数据量多大,不管你有没有设置调整reduce
个数的参数,任务中一直都只有一个reduce
任务,
其实只有一个reduce
任务的情况,除了数据量小于hive.exec.reducers.bytes.per.reducer
参数值的情况外,还有以下原因:
Group By
的汇总,例如:SELECT alarm_date,
COUNT(1)
FROM fx67ll_alarm_count_copy
WHERE alarm_date = "2021-01-08"
GROUP BY alarm_date;
写成
SELECT COUNT(1)
FROM fx67ll_alarm_count_copy
WHERE alarm_date = "2021-01-08";
注意避免这样情况的发生
Order by
排序,因为它会对数据进行全局排序,所以数据量特别大的时候效率非常低,尽量避免Fetch抓取
是指Hive在某些情况的查询可以不必使用mr 任务
,例如在执行一个简单的select * from XX
时,我们只需要简单的进行抓取对应目录下的数据即可。
在hive-default.xml.template
中,hive.fetch.task.conversion(默认是morn)
,老版本中默认是minimal
。
该属性为morn
时,在全局查找,字段查找,limit查找等都不走mr 任务
Hive也可以不将任务提交到集群进行运算,而是直接在一台节点上处理,因为消除了提交到集群的overhead,所以比较适合数据量很小,且逻辑不复杂的任务。
设置hive.exec.mode.local.auto
为true可以开启本地模式,但任务的输入数据总量必须小于hive.exec.mode.local.auto.inputbytes.max(默认值128MB)
,
且mapper数必须小于hive.exec.mode.local.auto.tasks.max(默认值4)
,reducer
数必须为0或1
,才会真正用本地模式执行
Hive中互相没有依赖关系的job
间是可以并行执行的,最典型的就是多个子查询union all
,
在集群资源相对充足的情况下,可以开启并行执行,即将参数hive.exec.parallel
设为true,
另外hive.exec.parallel.thread.number
可以设定并行执行的线程数,默认为8,一般都够用。
注意!!!没资源无法并行,且数据量小时开启可能还没不开启快,所以建议数据量大时开启
要开启严格模式,需要将参数hive.mapred.mode设为strict
。
所谓严格模式,就是强制不允许用户执行3种有风险的sql
语句,一旦执行会直接失败,这3种语句是:
mr 任务
中,默认是每执行一个task
就启动一个JVM
,如果task
非常小而碎,那么JVM
启动和关闭的耗时就会很长mapred.job.reuse.jvm.num.tasks
来重用mr 任务
中顺序执行的5个task
可以重复使用一个JVM
,减少启动和关闭的开销,但它对不同mr 任务
中的task
无效压缩job的中间结果数据和输出数据,可以用少量CPU时间节省很多空间,压缩方式一般选择Snappy,效率最高。
要启用中间压缩,需要设定hive.exec.compress.intermediate
为true,
同时指定压缩方式hive.intermediate.compression.codec
为org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec
。
另外,参数hive.intermediate.compression.type
可以选择对块(BLOCK)
还是记录(RECORD)
压缩,BLOCK的压缩率比较高。
输出压缩的配置基本相同,打开hive.exec.compress.output
即可
create table
语句中,可以使用stored as ...
指定表的存储格式。TextFile
、SequenceFile
、RCFile
、Avro
、ORC
、Parquet
等。TextFile
与Parquet
两种存储格式之一。TextFile
是最简单的存储格式,它是纯文本记录,也是Hive的默认格式,虽然它的磁盘开销比较大,查询效率也低,但它更多地是作为跳板来使用。RCFile
、ORC
、Parquet
等格式的表都不能由文件直接导入数据,必须由TextFile
来做中转。Parquet
和ORC
都是Apache旗下的开源列式存储格式。列式存储比起传统的行式存储更适合批量OLAP查询
,并且也支持更好的压缩和编码。Parquet
的原因主要是它支持Impala查询引擎
,并且我们对update
、delete
和事务性操作
需求很低。我是 fx67ll.com,如果您发现本文有什么错误,欢迎在评论区讨论指正,感谢您的阅读!
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