Hive SQL优化思路

浪尖聊大数据

共 3520字,需浏览 8分钟

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2021-11-14 02:37


Hive的优化主要分为:配置优化、SQL语句优化、任务优化等方案。

其中在开发过程中主要涉及到的可能是SQL优化这块。

优化的核心思想是:

  • 减少数据量(例如分区、列剪裁)

  • 避免数据倾斜(例如加参数、Key打散)

  • 避免全表扫描(例如on添加加上分区等)

  • 减少job数(例如相同的on条件的join放在一起作为一个任务)

HQL语句优化


1、使用分区剪裁、列剪裁
在分区剪裁中,当使用外关联时,如果将副表的过滤条件写在Where后面,那么就会先全表关联,之后再过滤。


select a.*
from test1 a
left join test2 b on a.uid = b.uid
where a.ds='2020-08-10'
and b.ds='2020-08-10'

上面这个SQL主要是犯了两个错误:

  1. 副表的过滤条件写在where后面,会导致先全表关联在过滤分区

  2. on的条件没有过滤null值的情况,如果两个数据表存在大批量null值的情况,会造成数据倾斜。

select a.*
from test1 a
left join test2 b on (d.uid is not null and a.uid = b.uid and b.ds='2020-08-10')
where a.ds='2020-08-10'


如果null值也是需要的,那么需要在条件上转换,或者单独拿出来


select a.*
from test1 a
left join test2 b on (a.uid is not null and a.uid = b.uid and b.ds='2020-08-10')
where a.ds='2020-08-10'
union all
select a.* from test1 a where a.uid is null


或者

select a.*
from test1 a
left join test2 b on
case when a.uid is null then concat("test",RAND()) else a.uid end = b.uid and b.ds='2020-08-10'
where a.ds='2020-08-10'


或者(子查询)

select a.*
from test1 a
left join
(select uid from test2 where ds = '2020-08-10' and uid is not null) b on a.uid = b.uid
where a.uid is not null
and a.ds='2020-08-10'

2、尽量不要用COUNT DISTINCT,因为COUNT DISTINCT操作需要用一个Reduce Task来完成,这一个Reduce需要处理的数据量太大,就会导致整个Job很难完成,一般COUNT DISTINCT使用先GROUP BY再COUNT的方式替换,虽然会多用一个Job来完成,但在数据量大的情况下,这个绝对是值得的。

select count(distinct uid)
from test
where ds='2020-08-10' and uid is not null


转换为

select count(a.uid)
from
(select uid from test where uid is not null and ds = '2020-08-10' group by uid) a

3、使用with as,因为拖慢hive查询效率出了join产生的shuffle以外,还有一个就是子查询,在SQL语句里面尽量减少子查询。with as是将语句中用到的子查询事先提取出来(类似临时表),使整个查询当中的所有模块都可以调用该查询结果。使用with as可以避免Hive对不同部分的相同子查询进行重复计算。

select a.*
from test1 a
left join test2 b on a.uid = b.uid
where a.ds='2020-08-10'
and b.ds='2020-08-10'

可以转化为

with b
as
select uid
from test2
where ds = '2020-08-10' and uid is not null

select a.*
from test1 a
left join b on a.uid = b.uid
where a.ds='2020-08-10' and a.uid is not null

4、大小表的join,写有Join操作的查询语句时有一条原则:应该将条目少的表/子查询放在Join操作符的左边。原因是在Join操作的Reduce阶段,位于Join操作符左边的表的内容会被加载进内存,将条目少的表放在左边,可以有效减少发生OOM错误的几率。

但新版的hive已经对小表JOIN大表和大表JOIN小表进行了优化。小表放在左边和右边已经没有明显区别。

不过在做join的过程中通过小表在前可以适当的减少数据量,提高效率。


5、数据倾斜,数据倾斜的原理都知道,就是某一个或几个key占据了整个数据的90%,这样整个任务的效率都会被这个key的处理拖慢,同时也可能会因为相同的key会聚合到一起造成内存溢出。
数据倾斜只会发生在shuffle过程中。这里给大家罗列一些常用的并且可能会触发shuffle操作的算子:distinct、 groupByKey、reduceByKey、aggregateByKey、join、cogroup、repartition等。出现数据倾斜时, 可能就是你的代码中使用了这些算子中的某一个所导致的。
hive的数据倾斜一般的处理方案:


常见的做法,通过参数调优:
set hive.map.aggr=true;
set hive.groupby.skewindata = ture;

当选项设定为true时,生成的查询计划有两个MapReduce任务。
在第一个MapReduce中,map的输出结果集合会随机分布到reduce中,每个reduce做部分聚合操作,并输出结果。
这样处理的结果是,相同的Group By Key有可能分发到不同的reduce中,从而达到负载均衡的目的;
第二个MapReduce任务再根据预处理的数据结果按照Group By Key分布到reduce中(这个过程可以保证相同的Group By Key分布到同一个reduce中),最后完成最终的聚合操作。

但是这个处理方案对于我们来说是个黑盒,无法把控。

一般处理方案是将对应的key值打散即可。

例如:
select a.*
from test1 a
left join test2 b on a.uid = b.uid
where a.ds='2020-08-10'
and b.ds='2020-08-10'

如果有90%的key都是null,这样不可避免的出现数据倾斜。
select a.uid
from test1 as a
join(
select case when uid is null then cast(rand(1000000) as int)
else uid
from test2 where ds='2020-08-10') b
on a.uid = b.uid
where a.ds='2020-08-10'

当然这种只是理论上的处理方案。

正常的方案是null进行过滤,但是日常情况下不是这中特殊的key。

那么在日常需求的情况下如何处理这种数据倾斜的情况呢:

1. sample采样,获取哪些集中的key

2. 将集中的key按照一定规则添加随机数

3. 进行join,由于打散了,所以数据倾斜避免了

4. 在处理结果中对之前的添加的随机数进行切分,变成原始的数据;

当然这些优化都是针对SQL本身的优化,还有一些是通过参数设置去调整的,这里面就不再详细描述了。


但是优化的核心思想都差不多:


  1. 减少数据量
  2. 避免数据倾斜
  3. 减少JOB数
  4. 虚核心点:根据业务逻辑对业务实现的整体进行优化;
  5. 虚解决方案:采用presto、impala等专门的查询引擎,采用spark计算引擎替换MR/TEZ


来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/180353740

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