hive分桶表join_Hive中的数据分桶以及使用场景

本文深入探讨了Hive中的数据分桶,包括适用场景、原理、作用,以及如何创建和操作分桶表。数据分桶能够提升JOIN查询效率和抽样效率,并通过Map端JOIN优化处理大规模数据。文章还提供了创建和插入数据到分桶表的实际示例,以及基于桶和百分比的抽样方法。然而,分桶表在数据导入时可能会增加额外的MR负担,实际应用中分区策略更为常见。

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hive bucketing in apache spark:https://myslide.cn/slides/12290

hive中有数据分区的方案,也有数据分桶的方案,今天我们就来探讨下数据分桶 以及数据分桶使用的场景。

该篇文章主要分为一下几个部分:

1.数据分桶的适用场景

2.数据分桶的原理

3.数据分桶的作用

4.如何创建数据分桶表

5.如何将数据插入分桶表

6.针对于分桶表的数据抽样

7.数据分桶的一些缺陷

数据分桶的适用场景:

分区提供了一个隔离数据和优化查询的便利方式,不过并非所有的数据都可形成合理的分区,

尤其是需要确定合适大小的分区划分方式,(不合理的数据分区划分方式可能导致有的分区数据过多,而某些分区没有什么数据的尴尬情况)

试试分桶是将数据集分解为更容易管理的若干部分的另一种技术。

数据分桶的原理:

跟MR中的HashPartitioner的原理一模一样

MR中:按照key的hash值去模除以reductTask的个数

Hive中:按照分桶字段的hash值去模除以分桶的个数

Hive也是 针对某一列进行桶的组织。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。

数据分桶的作用:

好处:

1、方便抽样

2、提高join查询效率

(1)获得更高的查询处理效率。桶为表加上了额外的结构,Hive 在处理有些查询时能利用这个结构。具体而言,连接两个在(包含连接列的)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桶操作。那么将保存相同列值的桶进行JOIN操作就可以,可以大大较少JOIN的数据量。

(2)使取样(sampling)更高效。在处理大规模数据集时,在开发和修改查询的阶段,如果能在数据集的一小部分数据上试运行查询,会带来很多方便。

创建数据分桶表:

创建数据分桶表与普通表的表区别并不太大,如下为一个创建数据分桶表的示例:

use clickcube;

CREATE EXTERNAL TABLE `clickcube_mid`(

`logtype` bigint,

`date` string,

`hour` bigint,

`projectid` bigint,

`campaignid` bigint,

`templateid` bigint,

`mediaid` bigint,

`slotid` bigint,

`channeltype` bigint,

`regioncode`string,

`campclick` bigint,

`campimp` bigint,

`mediaclick` bigint,

`mediaimp` bigint,

`templateimp` bigint,

`templatecampimp` bigint,

`mediaclickcost`double,

`campclickcost`double)

PARTITIONED BY (

&

<think>嗯,用户现在问的是HiveJoin为什么能减少数据倾斜。首先,我需要回忆一下Hive机制是什么,以及数据倾斜通常是如何产生的。应该和数据布有关,而数据倾斜通常是因为某些键的值特别多,导致处理这些键的任务负载过重。 用户可能已经了解Hive的基础知识,比如区和的区别。是将数据按照哈希值成多个文件,而区是按目录划Join应该是在两个都按照相同的键的情况下进行的,这样在Join时,相同键的数据会被配到同一个里,这样可能减少Shuffle的数据量,从而减少倾斜。 不过用户的问题重点是为什么能减少数据倾斜。数据倾斜通常发生在某些键的数据量远大于其他键,导致处理这些键的节点负载过重。如果均匀布的话,每个里的数据量应该比较接近。但如何确保后的数据均匀呢?可能的键选择合适的话,哈希函数会把数据均匀布到各个里,这样即使某个键有很多数据,也会被散到不同的中,从而减少单个节点的压力。 另外,Join可能在执行时,每个可以直接进行Map端Join,而不需要经过Reduce阶段,这样减少了Shuffle过程,避免了在Shuffle阶段因为某些键数据量大导致的倾斜。比如如果两个都按用户ID,且的数量相同,那么Join时每个可以独立处理,相同用户ID的数据已经在同一个里,不需要跨节点传输,这样处理更均匀。 不过我需要确认Join的具体机制。比如,在创建时需要CLUSTERED BY键,并且指定的数量。当两个键相同,并且的数量成倍数关系时,Hive可以优化Join操作。这可能涉及到的对应,比如小的每个可以和大的对应进行Join,而无需全扫描,从而减少数据传输。 但为什么这样能减少数据倾斜呢?可能是因为数据被预先,每个数据量比较均匀,这样在处理每个的时候,任务负载相对均衡。即使某个键的数据很多,由于时被散到多个中,每个处理的数据量不会太大,从而避免单个任务处理过多数据导致的倾斜。 此外,可能结合了Map端Join,如在Map阶段直接进行Join,避免了Shuffle阶段的Partitioning,而Shuffle阶段常常是数据倾斜发生的地方。如果数据时已经均匀布,那么Join时的各个任务处理的数据量相近,自然减少了倾斜的可能性。 不过,如果的键本身布不均匀,比如某个键的值特别多,那么可能并不能解决倾斜问题,反而可能加剧。因此,键的选择非常重要,需要选择高基数的列,并且布均匀的键。例如,用户ID可能是一个好的键,如果它们布均匀的话。 总结来说,Join通过预先将数据按照Join键的哈希值配到固定数量的中,确保相同键的数据落在同一个里,这样在Join时,每个可以独立处理,减少了Shuffle的数据量,并且由于数据布更均匀,避免了单个节点处理大量数据的情况,从而减少数据倾斜。 还需要考虑的数量是否合理,如果的数量太少,可能每个数据量还是很大,无法有效避免倾斜。因此,合理设置的数量也是关键。另外,HiveJoin是否自动处理数据倾斜,或者需要用户手动优化,这也是需要明确的点。 最后,可能需要举例说明,比如两个大按用户ID,当进行Join时,每个数据独立处理,避免了将所有相同用户ID的数据集中到一个Reducer,从而减少倾斜。同时,还可能启用更高效的Join算法,如Sort-Merge Bucket Join,进一步提高效率并减少倾斜的可能性。</think>在Hive中,**(Bucketing)** 是一种数据组织方式,而**Join(Bucket Join)** 通过预区和哈希布机制,能够有效减少数据倾斜。以下是Join减少数据倾斜的核心原理和实现细节: --- ### **1. 机制的本质** - **定义**:将数据按指定列的哈希值配到固定数量的(文件)中。 - 语法示例: ```sql CREATE TABLE user_bucketed ( id INT, name STRING ) CLUSTERED BY (id) INTO 4 BUCKETS; ``` - 数据写入时,Hive根据`CLUSTERED BY`列的哈希值(如`hash(id) % 4`)决定数据落入哪个。 - **关键特性**: - 相同列值的记录**必定落入同一**。 - 的数量固定,数据布由哈希函数决定。 --- ### **2. Join为什么能减少数据倾斜?** #### **(1) 数据均匀布** - **哈希函数的作用**: 若键选择合理(如高基数、布均匀的列),哈希函数会将数据**均匀散到各**,避免单个数据量过大。 - 例:用户ID作为键,若ID布均匀,则每个数据量接近。 - **对比普通Join的倾斜场景**: 普通Join的Shuffle阶段需通过`Partitioner`数据,若某个键(如`city=北京`)数据量极大,会导致对应Reduce任务负载过重。 **Join通过预数据,规避了Shuffle阶段的热点问题**。 #### **(2) Map端Join优化** 当两个满足以下条件时,Hive会启用**Map端Join**(无需Reduce阶段): 1. 两键相同(如都是`user_id`)。 2. 数量成倍数关系(如A有4个B有8个)。 - **执行流程**: - 小的每个直接加载到内存,与大对应在Map阶段完成Join。 - 避免Shuffle和Reduce阶段,彻底规避数据倾斜。 #### **(3) Sort-Merge Bucket Join** 若同时按键排序(`SORTED BY`),Hive使用更高效的**Sort-Merge Bucket Join**: - **原理**: - 两键相同、数量相同且排序一致时,直接按文件顺序合并,复杂度接近线性。 - **优势**: - 无需全扫描或哈希加载,内存压力小。 - 天然避免因数据布不均导致的性能问题。 --- ### **3. Join vs. 普通Join数据流转对比** #### **普通Join的倾斜场景** | 步骤 | 问题描述 | |--------------|--------------------------------------------------------------------------| | Shuffle阶段 | 热点键(如`user_id=1001`)对应的数据全部发到同一Reduce任务,导致负载不均。 | | Reduce阶段 | 处理热点键的任务耗时远高于其他任务,整体作业时间被拖长。 | #### **Join的优化效果** | 步骤 | 优化效果 | |--------------|--------------------------------------------------------------------------| | 数据写入时 | 热点键的数据被哈希散到多个中(如`user_id=1001`可能布在1和3)。 | | Map阶段 | 每个独立处理,单个数据量可控,无跨节点数据传输。 | | Reduce阶段 | 若启用Map端Join,则完全跳过Reduce阶段,无倾斜风险。 | --- ### **4. Join适用场景与注意事项** #### **适用场景** - **大Join**:通过避免Shuffle。 - **高频Join键**:如用户行为与用户画像按`user_id`关联。 - **数据倾斜历史问题**:针对已知热点键的优化。 #### **注意事项** 1. **键选择**: - 优先选择高基数(唯一值多)、布均匀的列(如用户ID、订单ID)。 - 避免选择低基数或倾斜的列(如性别、省份)。 2. **数量设置**: - 建议数量与集群可用CPU核心数匹配(如1~4倍)。 - 过多会导致小文件问题,过少可能无法有效数据。 3. **数据倾斜依然存在?** - 若键本身布不均,Join可能失效。此时需结合**盐析(Salting)**或**动态**进一步优化。 --- ### **5. 实例演示** #### **场景**:两张大`orders`和`users`按`user_id`,解决Join倾斜问题。 ```sql -- 创建 CREATE TABLE orders_bucketed ( order_id INT, user_id INT, amount DOUBLE ) CLUSTERED BY (user_id) INTO 32 BUCKETS; CREATE TABLE users_bucketed ( user_id INT, name STRING ) CLUSTERED BY (user_id) INTO 32 BUCKETS; -- 启用Join优化 SET hive.optimize.bucketmapjoin = true; -- 执行Join SELECT * FROM orders_bucketed o JOIN users_bucketed u ON o.user_id = u.user_id; ``` **效果**:相同`user_id`的数据已预配到相同中,Map阶段直接完成Join,无Shuffle和Reduce阶段倾斜风险。 --- ### **6. 总结** Join通过**预区、哈希散、Map端执行**三方面机制,从根本上减少了数据倾斜的可能性: 1. **写入时散**:哈希函数均匀数据。 2. **计算时本地化**:避免Shuffle,热点数据被多担。 3. **算法优化**:Sort-Merge策略提升效率。 合理使用Join,结合业务特点设计键,是解决Hive数据关联场景下性能问题的有效手段。
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