浅谈Hive中Map Join原理及场景

本文介绍了Hive中MapJoin的工作原理及其应用场景。MapJoin通过在Map阶段而非Reduce阶段完成连接操作,有效避免了数据倾斜问题并提高了处理效率。适用于大表连接小表的情况。

Hive中的Join可分为Common Join(Reduce阶段完成join)和Map Join(Map阶段完成join)

一、Map Join作用及原理

作用简单来说,在Map阶段进行join,而不是Common Join那样在Reduce阶段按照join列进行分发后在每个Reduce节点上进行join,一来省去Shuffle这个代价昂贵的阶段,二来不需要分发也就没有倾斜的问题。

ps:关于Shuffle的过程可读上篇文章:https://blog.youkuaiyun.com/rango_lhl/article/details/112780864

①、具体过程:

在Map 端进行join,其原理是broadcast join,即把小表作为一个完整的驱动表来进行join操作。通常情况下,要连接的各个表里面的数据会分布在不同的Map中进行处理。即同一个Key对应的Value可能存在不同的Map中。这样就必须等到 Reduce中去连接。要使MapJoin能够顺利进行,那就必须满足这样的条件:除了一份表的数据分布在不同的Map中外,其他连接的表的数据必须在每个Map中有完整的拷贝。Map Join会把小表全部读入内存中,在Map阶段直接拿另外一个表的数据和内存中表数据做匹配 (这时可以使用Distributed Cache将小表分发到各个节点上,以供Mapper加载使用),由于在map时进行了join操作,省去了reduce运行的效率也会高很多。

②、拓展阅读:

早期版本中,当成千上万个 Mapper 同时从 HDFS 将小的连接表读入内存时,连接表很容易成为性能瓶颈,导致 Mapper 在读取操作期间超时。后期Hive优化思路是在原始 Join 的 MapReduce 任务之前创建一个新的 MapReduce 本地任务。这个新任务是将小表数据从 HDFS 上读取到内存中的哈希表中。读完后,将内存中的哈希表序列化为哈希表文件。在下一阶段,当 MapReduce 任务启动时,会将这个哈希表文件上传到 Hadoop 分布式缓存中,该缓存会将这些文件发送到每个 Mapper 的本地磁盘上。因此,所有 Mapper 都可以将此持久化的哈希表文件加载回内存,并像之前一样进行 Join。优化后,小表只需要读取一次。此外,如果多个 Mapper 在同一台机器上运行,则分布式缓存只需将哈希表文件的一个副本发送到这台机器上。(拓展部分拜读于该文http://cloud.tencent.com/developer/article/1481780)

二、应用场景

结合原理可知,Map Join的适用大表Join小表及不等值的链接操作。

  • 关于小表的大小,由参数 hive.mapjoin.smalltable.filesize来决定,该参数表示小表的总大小,默认值为25000000字节,即25M。实际中此参数允许的最大值可以修改,但是一般最大不能超过1GB

  • Hive0.7之前,需要使用hint提示/*+mapjoin(table)*/才会执行MapJoin,否则执行Common Join,但在0.7版本之后,默认自动会转换Map Join,由参数 hive.auto.convert.join来控制,默认为true。


学习交流,有任何问题还请随时评论指出交流。

<think>嗯,用户想了解HiveMap Join的工作原理,并且希望用图表来展示。首先,我需要回忆一下HiveMap Join相关知识。记得Map Join主要是为了优化小表大表的连接操作,避免ShuffleReduce阶段的开销。根据用户提供的引用内容,MapJoin是在Map阶段将小表加载到内存中,生成HashTableFiles,然后处理大表的数据进行连接。 接下来,我需要整理Map Join的工作步骤。首先,驱动表应该是小表,对吧?Hive会自动识别小表的大小,如果符合条件就会启用Map Join。然后,在Map阶段,小表的数据会被读取到内存,并构建成哈希表。之后处理大表的每个记录,用连接键去哈希表里查找匹配项,合并结果直接输出。整个过程不需要ShuffleReduce,这样效率更高。 用户提到需要图解,虽然文本形式无法画图,但可以通过文字描述图表的结构。例如,流程图分Map阶段可能的Distributed Cache步骤。需要确保每个步骤对应引用中的内容,比如引用[1][3]提到的小表加载分布式缓存的作用。可能还需要比较Common JoinMap Join的区别,如引用[2][4]中的Common Join流程,涉及ShuffleReduce阶段。 另外,用户可能对优化细节感兴趣,比如为什么使用分布式缓存,或者小表的大小限制。根据引用[3],当大量Mapper同时读取小表时,可能会有性能问题,所以用分布式缓存来缓解。这部分需要解释清楚,避免用户混淆。 然后,生成相关问题时要考虑用户可能的后续疑问,比如如何配置小表大小、Map Join的限制,或者性能调优的方法。这些问题需要基于已有的引用内容,确保答案的相关性准确性。 最后,确保整个回答符合格式要求:行内公式用$,独立公式用$$,正确的中文回答,结构清晰。同时,引用标识要正确对应,比如引用[1]对应MapJoin的基本原理,引用[3]对应分布式缓存的作用,引用[4]对比Common Join的流程。 总结一下,回答的结构应该是先解释工作原理,分步骤描述,然后对比Common Join,再用文字图表展示流程,最后列出相关问题。需要确保每个关键点都有对应的引用支持,并且语言简洁明了,便于用户理解。</think>### Hive Map Join 工作原理图解说明 #### 一、核心原理 MapJoinHiveMap 阶段完成表连接的一种优化手段,**适用于小表(维度表)大表(事实表)的 Join 操作**。其核心步骤如下: 1. **小表加载**:将小表数据从 HDFS 读取到内存,构建为 **哈希表(HashTable)**[^1]。 2. **大表处理**:顺序扫描大表,逐行用 Join Key 查询内存中的哈希表,匹配后直接输出结果[^3]。 3. **规避 Shuffle/Reduce**:整个过程仅在 Map 阶段完成,无需数据重分区 Reduce 阶段[^2]。 #### 二、流程对比(文字图表) ``` |---------------MapJoin 流程---------------| 1. 驱动表(小表) │ ├─ 从 HDFS 加载到内存 → 构建哈希表(Key: Join列,Value: 其他列) │ 2. 被驱动表(大表) │ ├─ 逐行扫描大表数据 │ ├─ 用 Join Key 查询内存哈希表 │ └─ 匹配成功则合并两表数据 → 直接输出结果 ``` #### 三、 Common Join 对比 | **特性** | **MapJoin** | **Common Join** | |------------------|--------------------------------------|--------------------------------------| | **执行阶段** | 仅 Map 阶段 | Map + Shuffle + Reduce 阶段 | | **数据移动** | 无 Shuffle | 需按 Key 分区到 Reducer[^4] | | **适用场景** | 小表(几十MB内) | 大表间 Join | | **性能瓶颈** | 小表加载内存的并行度[^3] | Shuffle 网络开销 Reducer 计算压力 | #### 四、优化扩展 - **分布式缓存**:当小表较大时,通过分布式缓存(Distributed Cache)将哈希表分发给所有 Mapper,避免集中读取 HDFS 的性能瓶颈。 - **自动触发条件**:Hive 默认根据 `hive.auto.convert.join` 参数判断小表大小(如 `hive.mapjoin.smalltable.filesize=25MB`)。
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