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Hive调优策略之SQL优化

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1、列裁剪和分区裁剪

  • 列裁剪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。

   简单的说:select 中不要有多余的列,坚决避免 select * from tab;查询分区表,不读多余的数据;


  
  1. select uid, event_type, record_data
  2. from calendar_record_log
  3. where pt_date >= 20190201 and pt_date <= 20190224
  4. and status = 0;

2、sort by 代替 order by

        HiveQL中的order by与其他关系数据库SQL中的功能一样,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。

3、group by 代替 count(distinct)

        当要统计某一列的去重数时,如果数据量很大,count(distinct) 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。此时可以用group by 来改写:


  
  1. -- 原始SQL
  2. select count( distinct uid) from tab;
  3. -- 优化后的SQL
  4. select count( 1)
  5. from ( select uid from tab group by uid) tmp;

        这样写会启动两个MR job(单纯distinct只会启动一个),所以要确保数据量大到启动job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。

4、group by 配置调整

(1)map端预聚合

        group by时,如果先起一个combiner在map端做部分预聚合,可以有效减少shuffle数据量。


  
  1. -- 默认为true
  2. set hive.map.aggr = true

Map端进行聚合操作的条目数

set hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000

        通过hive.groupby.mapaggr.checkinterval 参数也可以设置map端预聚合的行数阈值,超过该值就会分拆job,默认值10W。

(2)倾斜均衡配置项

        group by时如果某些key对应的数据量过大,就会发生数据倾斜。Hive自带了一个均衡数据倾斜的配置项hive.groupby.skewindata默认值false。其实现方法是在group by时启动两个MR job。第一个job会将map端数据随机输入reducer,每个reducer做部分聚合,相同的key就会分布在不同的reducer中。第二job再将前面预处理过的数据按key聚合并输出结果,这样就起到了均衡的效果。但是,配置项毕竟是死的,单纯靠它有时不能根本上解决问题,建议了解数据倾斜的细节,并优化查询语句。

5、join 基础优化

(1)common join

  • 普通连接,在SQL中不特殊指定连接方式使用的都是这种普通连接。
  • 缺点:性能较差(要将数据分区,有shuffle)
  • 优点:操作简单,普适性强

(2)map join

  • map端连接,与普通连接的区别是这个连接中不会有reduce阶段存在,连接在map端完成
  • 适用场景:大表与小表连接,小表数据量应该能够完全加载到内存,否则不适用
  • 优点:在大小表连接时性能提升明显

注意:

  • Hive 0.6 的时候默认认为写在select 后面的是大表,前面的是小表, 或者使用 mapjoin(map_table)  提示进行设定。select a., b.* from a join b on a.id = b.id【要求小表在前,大表之后】
  • hive 0.7 的时候这个计算是自动化的,它首先会自动判断哪个是小表,哪个是大表,这个参数由(hive.auto.convert.join=true)来控制,然后控制小表的大小由(hive.smalltable.filesize=25000000)参数控制(默认是25M),当小表超过这个大小,hive 会默认转化成common join。
  • Hive 0.8.1,hive.smalltable.filesize => hive.mapjoin.smalltable.filesize

缺点:使用范围较小,只针对大小表且小表能完全加载到内存中的情况。

(3)bucket map join

        分桶连接:Hive 建表的时候支持hash 分区通过指定clustered by (col_name,xxx )into number_buckets buckets 关键字.当连接的两个表的join key 就是bucketcolumn 的时候,就可以通过设置hive.optimize.bucketmapjoin= true 来执行优化。

        原理:通过两个表分桶在执行连接时会将小表的每个分桶映射成hash表,每个task节点都需要这个小表的所有hash表,但是在执行时只需要加载该task所持有大表分桶对应的小表部分的hash表就可以,所以对内存的要求是能够加载小表中最大的hash块即可。

        注意点:小表与大表的分桶数量需要是倍数关系,这个是因为分桶策略决定的,分桶时会根据分桶字段对桶数取余后决定哪个桶的,所以要保证成倍数关系。

  • 优点:比map join对内存的要求降低,能在逐行对比时减少数据计算量(不用比对小表全量)
  • 缺点:只适用于分桶表        

(4)利用map join特性

        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,效率很高。


  
  1. select a.event_type, b.upload_time
  2. from calendar_event_code a
  3. inner join (
  4. select event_type, upload_time from calendar_record_log
  5. where pt_date = 20190225
  6. ) b on a.event_type = b.event_type;

map join的配置项是hive.auto.convert.join ,默认值true。

当build table大小小于hive.mapjoin.smalltable.filesize 会启用map join,默认值25000000(约25MB)。还有hive.mapjoin.cache.numrows ,表示缓存uild table的多少行数据到内存,默认值25000。

(5)分桶表map join

        map join对分桶表还有特别的优化。由于分桶表是基于一列进行hash存储的,因此非常适合抽样(按桶或按块抽样)。它对应的配置项是

hive.optimize.bucketmapjoin 

(6)倾斜均衡配置项

        这个配置与 group by 的倾斜均衡配置项异曲同工,通过hive.optimize.skewjoin来配置,默认false。

        如果开启了,在join过程中Hive会将计数超过阈值hive.skewjoin.key (默认100000)的倾斜key对应的行临时写进文件中,然后再启动另一个job做map join生成结果。通过hive.skewjoin.mapjoin.map.tasks 参数还可以控制第二个job的mapper数量,默认10000。

6、处理空值或无意义值

        日志类数据中往往会有一些项没有记录到,其值为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【备注:这个字段是连接字段】。

        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:


  
  1. select a.uid, a.event_type, b.nickname, b.age
  2. from (
  3. select
  4. ( case when uid is null then cast(rand() * -10240 as int) else uid end) as uid,
  5. event_type from calendar_record_log
  6. where pt_date >= 20190201
  7. ) a left outer join (
  8. select uid,nickname,age from user_info where status = 4
  9. ) b on a.uid = b.uid;

7、单独处理倾斜key

        如果倾斜的 key 有实际的意义,一般来讲倾斜的key都很少,此时可以将它们单独抽取出来,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。

        不要一个Select语句中,写太多的Join。一定要了解业务,了解数据。(A0-A9)分成多条语句,分步执行;(A0-A4; A5-A9);先执行大表与小表的关联;

8、调整 Map 数

    通常情况下,作业会通过输入数据的目录产生一个或者多个map任务。主要因素包括:

  • 输入文件总数
  • 输入文件大小
  • HDFS文件块大小

map越多越好吗。当然不是,合适的才是最好的。

  • 如果一个任务有很多小文件(<< 128M),每个小文件也会被当做一个数据块,用一个 Map Task 来完成。
  • 一个 Map Task 启动和初始化时间 >> 处理时间,会造成资源浪费,而且系统中同时可用的map数是有限的。

对于小文件采用的策略是合并。

每个map处理接近128M的文件块,会有其他问题吗。也不一定。

        有一个125M的文件,一般情况下会用一个Map Task完成。假设这个文件字段很少,但记录数却非常多。如果Map处理的逻辑比较复杂,用一个map任务去做,性能也不好。

对于复杂文件采用的策略是增加 Map 数。


  
  1. computeSliteSize( max(minSize, min(maxSize, blocksize))) = blocksize
  2. minSize : mapred. min.split.size (默认值 1
  3. maxSize : mapred. max.split.size (默认值256M)
  4. 调整maxSize最大值。让maxSize最大值低于blocksize就可以增加 map的个数。
  5. 建议用 set的方式,针对SQL语句进行调整。

 

9、调整 Reduce 数 

        reducer数量的确定方法比mapper简单得多。使用参数mapred.reduce.tasks 可以直接设定reducer数量。如果未设置该参数,Hive会进行自行推测,逻辑如下:

  • 参数hive.exec.reducers.bytes.per.reducer 用来设定每个reducer能够处理的最大数据量,默认值256M
  • 参数hive.exec.reducers.max 用来设定每个job的最大reducer数量,默认值999(1.2版本之前)或1009(1.2版本之后)
  • 得出reducer数: reducer_num = MIN(total_input_size / reducers.bytes.per.reducer, reducers.max)    即: min(输入总数据量 / 256M, 1009)

        reducer数量与输出文件的数量相关。如果reducer数太多,会产生大量小文件,对HDFS造成压力。如果reducer数太少,每个reducer要处理很多数据,容易拖慢运行时间或者造成OOM。 

10、优化小结

深入理解 Hadoop 的核心能力,对Hive优化很有帮助。Hadoop/Hive 处理数据过程,有几个显著特征:

  • 不怕数据多,就怕数据倾斜
  • 对 job 数比较多的作业运行效率相对比较低,比如即使有几百行的表,多次关联多次汇总,产生十几个jobs,执行也需要较长的时间。MapReduce 作业初始化的时间是比较长的
  • 对sum、count等聚合操作而言,不存在数据倾斜问题
  • count(distinct) 效率较低,数据量大容易出问题

从大的方面来说,优化可以从几个方面着手

  • 好的模型设计,事半功倍
  • 解决数据倾斜问题。仅仅依靠参数解决数据倾斜,是通用的优化手段,收获有限。开发人员应该熟悉业务,了解数据规律,通过业务逻辑解决数据倾斜往往更可靠
  • 减少 job 数
  • 设置合理的map、reduce task数
  • 对小文件进行合并,是行之有效的提高Hive效率的方法
  • 优化把握整体,单一作业的优化不如整体最优

转载:https://blog.csdn.net/weixin_52851967/article/details/127371719
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