Hive常见的优化方式

一、前言

Hive是基于Hadoop的一个数据仓库工具,可以将结构化的数据文件映射为一张表,并提供类SQL查询功能。
本质是:将HQL转化成MapReduce程序。此篇文章对于hive如何使用、如何配置及一些基础性的知识不做阐述;直入重点聊一聊如何通过常见的一些手段方法提高hive的性能、提高执行效率。

二、调优

1.替换执行引擎为tez

​ 在我之前的文章中已经讲解了如何配置,传送门

2.Fetch抓取

Fetch抓取是指,Hive中对某些情况的查询可以不必使用MapReduce计算。例如:SELECT * FROM table在这种情况下,Hive可以简单地读取table表对应的存储目录下的文件,然后输出查询结果到控制台。在hive-default.xml.template文件中hive.fetch.task.conversion默认是more,老版本hive默认是minimal,该属性修改为more以后,在全局查找、字段查找、limit查找等都不走mapreduce。

<property>
    <name>hive.fetch.task.conversion</name>
    <value>more</value>
    <description>
      Expects one of [none, minimal, more].
      Some select queries can be converted to single FETCH task minimizing latency.
      Currently the query should be single sourced not having any subquery and should not have
      any aggregations or distincts (which incurs RS), lateral views and joins.
      0. none : disable hive.fetch.task.conversion
      1. minimal : SELECT STAR, FILTER on partition columns, LIMIT only
      2. more  : SELECT, FILTER, LIMIT only (support TABLESAMPLE and virtual columns)
    </description>
  </property

3.本地模式

有时Hive的输入数据量是非常小的。在这种情况下,为查询触发执行任务消耗的时间可能会比实际job的执行时间要多的多。对于大多数这种情况,Hive可以通过本地模式在单台机器上处理所有的任务。对于小数据集,执行时间可以明显被缩短。如何判断数据量的多少则根据输入文件的数量、文件的个数来判断(不建议全局开启,根据实际任务开始临时配置)。

#开启本地mr
set hive.exec.mode.local.auto=true;
#设置local mr的最大输入数据量,当输入数据量小于这个值时采用local  mr的方式,默认为134217728,即128M
set hive.exec.mode.local.auto.inputbytes.max=50000000;
#设置local mr的最大输入文件个数,当输入文件个数小于这个值时采用local mr的方式,默认为4
set hive.exec.mode.local.auto.input.files.max=10;

4.MapJoin

如果不指定MapJoin或者不符合MapJoin的条件,那么Hive解析器会将Join操作转换成Common Join,即:在Reduce阶段完成join。容易发生数据倾斜。可以用MapJoin把小表全部加载到内存在map端进行join,避免reducer处理。

#默认为true
set hive.auto.convert.join = true;

#大表小表的阈值设置(默认25M一下认为是小表)
set hive.mapjoin.smalltable.filesize=25000000;

早期的版本中需要我们手动开启,对于大表join小表必须将小表放在大表前面才能起到效果;新版本中前后都已经得到了优化。但是具体控制大小表的阈值我们则可以根据实际自行控制。

5.Group By

默认情况下,Map阶段同一Key数据分发给一个reduce,当一个key数据过大时就倾斜了。并不是所有的聚合操作都需要在Reduce端完成,很多聚合操作都可以先在Map端进行部分聚合,最后在Reduce端得出最终结果。

#开启Map端聚合参数设置是否在Map端进行聚合,默认为True
set hive.map.aggr = true

#在Map端进行聚合操作的条目数目
set hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000

#有数据倾斜的时候进行负载均衡(默认是false)
set hive.groupby.skewindata = true

当选项设定为 true,生成的查询计划会有两个MR Job。第一个MR Job中,Map的输出结果会随机分布到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有可能被分发到不同的Reduce中,从而达到负载均衡的目的;第二个MR Job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被分布到同一个Reduce中),最后完成最终的聚合操作。

6.笛卡尔积

尽量避免笛卡尔积,join的时候不加on条件,或者无效的on条件,Hive只能使用1个reducer来完成笛卡尔积。

7.动态分区调整

关系型数据库中,对分区表Insert数据时候,数据库自动会根据分区字段的值,将数据插入到相应的分区中,Hive中也提供了类似的机制,即动态分区(Dynamic Partition),只不过,使用Hive的动态分区,需要进行相应的配置。

#开启动态分区功能(默认true,开启)
set hive.exec.dynamic.partition=true

#设置为非严格模式(动态分区的模式,默认strict,表示必须指定至少一个分区为静态分区,nonstrict模式表示允许所有的分区字段都可以使用动态分区。)
set hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict

#在所有执行MR的节点上,最大一共可以创建多少个动态分区。
set hive.exec.max.dynamic.partitions=1000

#)在每个执行MR的节点上,最大可以创建多少个动态分区。该参数需要根据实际的数据来设定。比如:源数据中包含了一年的数据,即day字段有365个值,那么该参数就需要设置成大于365,如果使用默认值100,则会报错。
set hive.exec.max.dynamic.partitions.pernode=100

#整个MR Job中,最大可以创建多少个HDFS文件。与上一个值可以保持一致,一个符合实际的较大数值
set hive.exec.max.created.files=100000

#当有空分区生成时,是否抛出异常。一般不需要设置。
set hive.error.on.empty.partition=false

8.执行推测

在实际中可能因为种种原因,会造成同一个作业的多个任务之间运行速度不一致,有些任务的运行速度可能明显慢于其他任务(比如一个作业的某个任务进度只有一半,而其他所有任务已经运行完毕),则这些任务会拖慢作业的整体执行进度。为了避免这种情况发生,Hadoop采用了推测执行(Speculative Execution)机制,它根据一定的法则推测出“拖后腿”的任务,并为这样的任务启动一个备份任务,让该任务与原始任务同时处理同一份数据,并最终选用最先成功运行完成任务的计算结果作为最终结果。
设置开启推测执行参数:Hadoop的mapred-site.xml文件中进行配置

<property>
  <name>mapreduce.map.speculative</name>
  <value>true</value>
  <description>If true, then multiple instances of some map tasks 
               may be executed in parallel.</description>
</property>

<property>
  <name>mapreduce.reduce.speculative</name>
  <value>true</value>
  <description>If true, then multiple instances of some reduce tasks 
               may be executed in parallel.</description>
</property>

hive本身也提供了配置项来控制reduce-side的推测执行:

  <property>
    <name>hive.mapred.reduce.tasks.speculative.execution</name>
    <value>true</value>
    <description>Whether speculative execution for reducers should be turned on. </description>
  </property>

不过hive本身也提供了配置项来控制reduce-side的推测执行:

  <property>
    <name>hive.mapred.reduce.tasks.speculative.execution</name>
    <value>true</value>
    <description>Whether speculative execution for reducers should be turned on. </description>
  </property>

9.JVM重用

JVM重用对Hive的性能具有非常大的影响,特别是对于很难避免小文件的场景或task特别多的场景,这类场景大多数执行时间都很短。Hadoop的默认配置通常是使用派生JVM来执行map和Reduce任务的。这时JVM的启动过程可能会造成相当大的开销,尤其是执行的job包含有成百上千task任务的情况。JVM重用可以使得JVM实例在同一个job中重新使用N次。N的值可以在Hadoop的mapred-site.xml文件中进行配置。通常在10-20之间,具体多少需要根据具体业务场景测试得出。

<property>
  <name>mapreduce.job.jvm.numtasks</name>
  <value>10</value>
  <description>How many tasks to run per jvm. If set to -1, there is
  no limit. 
  </description>
</property>

这个功能的缺点是,开启JVM重用将一直占用使用到的task插槽(任务队列),以便进行重用,直到任务完成后才能释放。如果某个“不平衡的”job中有某几个reduce task执行的时间要比其他Reduce task消耗的时间多的多的话,那么保留的插槽就会一直空闲着却无法被其他的job使用,直到所有的task都结束了才会释放。

10.严格模式

Hive提供了一个严格模式,可以防止用户执行那些可能意想不到的不好的影响的查询。通过设置属性hive.mapred.mode值为默认是非严格模式nonstrict (建义生产环境开启)。

<property>
  <name>hive.mapred.mode</name>
  <value>strict</value>
  <description>
   The mode in which the Hive operations are being performed. 
   In strict mode, some risky queries are not allowed to run. They include:
    Cartesian Product. --限制笛卡尔积的查询
    No partition being picked up for a query. --对于分区表,除非where语句中含有分区字段过滤条件来限制范围,否则不允许执行
    Comparing bigints and strings -- 比较bigints、strings
    Comparing bigints and 、doubles. -- 比较bigints、doubles
    Orderby without limit.  -- 对于使用了order by语句的查询,要求必须使用limit语句
	</description>
</property>

11.并行执行

Hive会将一个查询转化成一个或者多个阶段。这样的阶段可以是MapReduce阶段、抽样阶段、合并阶段、limit阶段。或者Hive执行过程中可能需要的其他阶段。默认情况下,Hive一次只会执行一个阶段。不过,某个特定的job可能包含众多的阶段,而这些阶段可能并非完全互相依赖的,也就是说有些阶段是可以并行执行的,这样可能使得整个job的执行时间缩短。不过,如果有更多的阶段可以并行执行,那么job可能就越快完成。通过设置参数hive.exec.parallel值为true,就可以开启并发执行。不过,在共享集群中,需要注意下,如果job中并行阶段增多,那么集群利用率就会增加。

#打开任务并行执行(默认false)
set hive.exec.parallel=true;
#同一个sql允许最大并行度,默认为8。
set hive.exec.parallel.thread.number=16;
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