Hive高级查询(group by、 order by、 join等)

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本文详细介绍了Hive SQL中常用的操作如groupby、orderby、join等的使用方法及注意事项，包括它们的底层实现原理和执行流程。

查询操作

group by、 order by、 join 、 distribute by、
sort by、 clusrer by、 union all
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底层的实现
mapreduce

常见的聚合操作

count计数

count(*)    所有值不全为NULL时，加1操作
count(1)    不管有没有值，只要有这条记录，值就加1
count(col)  col列里面的值为null，值不会加1，这个列里面的值不为NULL，才加1
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sum求和
sum(可转成数字的值）返回bigint

avg求平均值
avg（可转成数字的值）返回double

distinct不同值个数
count(distinct col)

order by

按照某些字段排序
样例

select col1,other...
from table
where conditio
order by col1,col2 [asc|desc]
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注意
order by后面可以有多列进行排序，默认按字典排序
order by为全局排序
order by需要reduce操作，且只有一个reduce，与配置无关。数据量很大时，慎用。

执行流程

从表中读取数据，执行where条件，以col1，col2列的值做成组合key，其他列值作为value，然后在把数据传到同一个reduce中，根据需要的排序方式进行。

group by

按照某些字段的值进行分组，有相同值放到一起。

样例

select col1 [,col2] ,count(1),sel_expr（聚合操作）from table
where condition         -->Map端执行
group by col1 [,col2]   -->Reduce端执行
[having]                -->Reduce端执行
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注意
select后面非聚合列，必须出现在group by中
select后面除了普通列就是一些聚合操作
group by后面也可以跟表达式，比如substr(col)

特性
使用了reduce操作，受限于reduce数量，设置reduce参数mapred.reduce.tasks
输出文件个数与reduce数相同，文件大小与reduce处理的数据量有关。

问题
网络负载过重
数据倾斜，优化参数Hive.groupby.skewindata为true，会启动一个优化程序，避免数据倾斜。

执行流程

从表中读取数据，执行where条件，以col1列分组，把col列的内容作为key，其他列值作为value，上传到reduce，在reduce端执行聚合操作和having过滤。

eg:

set mapred.reduce.tasks=5;
select * from TabOrder order by ch asc,num desc;

set mapred.reduce.tasks=3;
select ch ,count(1) as num from TabOrder group by ch;

set hive.groupby.skewindata = true;
select ch ,count(1) as num from TabOrder group by ch having count(1)>2;

select col from tablename group by col; <==> select distinct col from tablename;
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Join表连接

两个表m,n之间按照on条件连接，m中的一条记录和n中的一条记录组成一条新记录。

join等值连接（内连接），只有某个值在m和n中同时存在时。

left outer join左外连接，左边表中的值无论是否在b中存在时，都输出；右边表中的值，只有在左边表中存在时才输出。

right outer join和left outer join相反。

left semi join类似exists。即查找a表中的数据，是否在b表中存在，找出存在的数据。

mapjoin：在map端完成join操作，不需要用reduce，基于内存做join，属于优化操作。

select m.col as col1, m.col2 as col2, n.col3 as col3 from
(select col1,col2 from，test where ...   (map端执行)
)m  （左表）
[left outer |right outer | left semi] join
n   （右表）
on m.col=n.col
where condition     (reduced端执行)

set hive.optimize.skewjoin=true;
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读取数据执行where条件，按col列分组，把col列的内容作为key，其他列作为value，传到reduce，在reduce端执行连接操作和where过滤。

eg:

create table m(
ch string,
num string
)
row format delimited 
fields terminated by '\t' 
lines terminated by '\n' 
stored as textfile;
load data local inpath '/liguodong/hivedata/m' into table m;
create table n(
ch string,
num string
)
row format delimited 
fields terminated by '\t' 
lines terminated by '\n' 
stored as textfile;
load data local inpath '/liguodong/hivedata/n' into table n;
select * from m;
select * from n;

内连接
select s.ch,s.num,t.num from
(select ch,num from m)s
join
(select ch,num from n)t
on s.ch=t.ch;

左外连接
select s.ch,s.num,t.num from
(select ch,num from m)s
left outer  join
(select ch,num from n)t
on s.ch=t.ch;

右外连接
select s.ch,s.num,t.num from
(select ch,num from m)s
right outer  join
(select ch,num from n)t
on s.ch=t.ch;

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数据输出对比

select s.ch,s.num from
(select ch,num from m)s
left semi join
(select ch,num from n)t
on s.ch=t.ch;
运行结果：
A       1
C       5
C       3
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MapJoin

mapjoin(map side join)
在map端把小表加载到内存中，然后读取大表，和内存中的小表完成连接操作。其中使用了分布式缓存技术。

优点
不消耗集群的reduce资源（reduce相对紧缺）。
减少了reduce操作，加快程序执行。
降低网络负载。

缺点
占用部分内存，所以加载到内存中的表不能过大，因为每个计算节点都会加载一次。
生成较多的小文件。

执行流程

从大表读取数据，执行where条件。把小表加载到内存中，每读取大表中的一条数据，都要和内存中的小表数据进行比较。

第一种方式，自动方式
配置以下参数
hive**自动**根据sql，选择使用common join或者map join

set hive.auto.convert.join=true;
hive.mapjoin.smalltable.filesize默认值是25mb
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第二种方式，手动指定

select /*+mapjoin(n)*/ m.col, m.col2, n.col3 from m
join n on m.col=n.col;
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注意：/*+mapjoin(n)*/不能省略，只需替换表名n值即可。

简单总结一下，map join的使用场景：
1、关联操作中有一张表非常小
2、不等值的链接操作

select c.city,p.province 
from
(select province,city from city)c
join
(select province from province)p
on c.province=p.province;

mapjoin手动方式
select /*+mapjoin(p)*/ c.city,p.province 
from
(select province,city from city)c
join
(select province from province)p
on c.province=p.province;
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比较二则的比较时间。

Hive分桶JOIN
对于每一个表（table）或者分区，Hive可以进一步组织成桶，也就是说桶是更为细粒度的数据范围划分。
Hive是针对某一列进行分桶。
Hive采用对列值哈希，然后除以桶的个数求余的方式决定该条记录存放在哪个桶当中。
好处
获得更高的查询处理效率。
使取样（sampling）更高效。

create table bucketed_user
(
id  int,
name  string
)
clustered by (id) sorted by (name) into 4 buckets
row format delimited fields terminated by '\t' 
stored as textfile;

set hive.enforce.bucketing=true;
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分桶的使用

select * from bucketed_user tablesample(bucket 1 out of 2 on id)
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bucket join

set hive.optimize.bucketmapjoin=true;
set hive.optimize.bucketmapjoin.sortedmerge=true;
set hive.input.format=org.apache.hadoop.hive.ql.io.BucketizedHiveInputFormat;
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连接两个在（包含连接列）相同列上划分了桶的表，可以使用Map端连接（Map side join）高效的实现。比如JOIN操作。
对于JOIN操作两个表有一个相同的列，如果对这两个表都进行了捅操作。那么将保存相同列值的桶进行JOIN操作就可以，可以大大减少JOIN的数据量。
对于map端连接的情况，两个表以相同方式划分桶。处理左边表内某个桶的mapper知道右边表内相匹配的行在对应的桶内。因此，mapper只需要获取那个桶（这只是右边表内存储数据的·小部分）即可进行连接。
这一优化方法并不一定要求两个表必须桶的个数相同，两个表的桶个数是倍数关系也可以。

distribute by、sort by

distribute 分散数据
distribute by col – 按照col列把数据分散到不同的reduce。

Sort排序
sort by col – 按照col列把数据排序

select col1,col2 from M
distribute by col1
sort by col1 asc,col2 desc
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两者结合出现，确保每个reduce的输出都是有序的。

distribute by与group by对比
都是按key值划分数据
都使用reduce操作
**唯一不同的是**distribute by只是单纯的分散数据，而group by把相同key的数据聚集到一起，后续必须是聚合操作。

order by与sort by 对比
order by是全局排序
sort by只是确保每个reduce上面输出的数据有序。如果只有一个reduce时，和order by作用一样。

执行流程

从表中读取数据，执行where条件。
设置reduce数为3，以distribute by列的值作为key,其他列值作为value，然后把数据根据key值传到不同的reduce，然后按sort by字段进行排序。

应用场景
map输出的文件大小不均
reduce输出文件大小不均
小文件过多
文件超大

把一个大文件放到一些小文件中
set mapred.reduce.tasks=5;-->下面的city将会输出到五个文件中

insert overwrite table city
selsct time,country,province,city from info
distribute by province;


把一些小文件放到一个大文件中
set mapred.reduce.tasks=1;-->下面的province将会输出到一个大文件中
insert overwrite table province partition(dt='20150719')
selsct time,country,province from city 
distribute by country;

注：province是一个分区表。
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cluster by

把有相同值的数据聚集到一起，并排序。
效果等价于distribute by col sort by col
cluster by col <==> distribute by col sort by col

union all

多个表的数据合并成一个表，hive不支持union

select col from(
select a as col from t1
union all
select b as col from t2
)tmp
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执行流程

从表中读取数据，执行where条件。合并到同一个表中。

union all必须满足如下要求
字段名字一样
字段类型一样
字段个数一样
子表不能有别名
如果需要从合并之后的表中查询数据，那么合并的表必须要有别名

select * from (
select * from m
union all
select * from n
)temp;

如果两张表的字段名不一样，要将一个表修改别名同另一个表的字段名一样。
select * from (
select col1,col2 from m
union all
select col1,col3 as col2 from n
)temp;