Hive如何避免數據傾斜

寫SQL要先了解數據本身的特點,如果有join ,group操作的話,要注意是否會有數據傾斜

一、數據傾斜處理方法

如果出現數據傾斜,應當做如下處理:

set hive.exec.reducers.max=200;
set mapred.reduce.tasks= 200;                   #增大Reduce個數
set hive.groupby.mapaggr.checkinterval=100000 ; #這個是group的鍵對應的記錄條數超過這個值則會進行分拆,值根據具體數據量設置
set hive.groupby.skewindata=true;              #如果是group by過程出現傾斜 應該設置爲true
set hive.skewjoin.key=100000;                 #這個是join的鍵對應的記錄條數超過這個值則會進行分拆,值根據具體數據量設置
set hive.optimize.skewjoin=true;             #如果是join 過程出現傾斜 應該設置爲true 

(1) 啓動一次job儘可能的多做事情,一個job能完成的事情,不要兩個job來做
通常來說前面的任務啓動可以稍帶一起做的事情就一起做了,以便後續的多個任務重用,與此緊密相連的是模型設計,好的模型特別重要.

(2) 合理設置reduce個數

reduce個數過少沒有真正發揮hadoop並行計算的威力,但reduce個數過多,會造成大量小文件問題,數據量、資源情況只有自己最清楚,找到個折衷點,

(3) 使用hive.exec.parallel參數控制在同一個sql中的不同的job是否可以同時運行,提高作業的併發

2、讓服務器儘量少做事情,走最優的路徑,以資源消耗最少爲目標

比如:

(1) 注意join的使用

若其中有一個表很小使用map join,否則使用普通的reduce join,注意hive會將join前面的表數據裝載內存,所以較小的一個表在較大的表之前,減少內存資源的消耗

(2)注意小文件的問題

在hive裏有兩種比較常見的處理辦法

第一是使用Combinefileinputformat,將多個小文件打包作爲一個整體的inputsplit,減少map任務數

set mapred.max.split.size=256000000;
set mapred.min.split.size.per.node=256000000
set  Mapred.min.split.size.per.rack=256000000
set hive.input.format=org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat

第二是設置hive參數,將額外啓動一個MR Job打包小文件

hive.merge.mapredfiles = false              # 是否合併 Reduce 輸出文件,默認爲 False 
hive.merge.size.per.task = 256*1000*1000   #合併文件的大小 

(3)注意數據傾斜

在hive裏比較常用的處理辦法

第一通過hive.groupby.skewindata=true控制生成兩個MR Job,第一個MR Job Map的輸出結果隨機分配到reduce做次預彙總,減少某些key值條數過多某些key條數過小造成的數據傾斜問題

第二通過hive.map.aggr = true(默認爲true)在Map端做combiner,假如map各條數據基本上不一樣, 聚合沒什麼意義,做combiner反而畫蛇添足,hive裏也考慮的比較周到通過參數hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000 (默認)hive.map.aggr.hash.min.reduction=0.5(默認),預先取100000條數據聚合,如果聚合後的條數/100000>0.5,則不再聚合

(4)善用multi insert,union all

multi insert適合基於同一個源表按照不同邏輯不同粒度處理插入不同表的場景,做到只需要掃描源表一次,job個數不變,減少源表掃描次數

union all用好,可減少表的掃描次數,減少job的個數,通常預先按不同邏輯不同條件生成的查詢union all後,再統一group by計算,不同表的union all相當於multiple inputs,同一個表的union all,相當map一次輸出多條

(5) 參數設置的調優

集羣參數種類繁多,舉個例子比如

可針對特定job設置特定參數,比如jvm重用,reduce copy線程數量設置(適合map較快,輸出量較大)

如果任務數多且小,比如在一分鐘之內完成,減少task數量以減少任務初始化的消耗。可以通過配置JVM重用選項減少task的消耗

二、控制Hive中Map和reduce的數量

Hive中的sql查詢會生成執行計劃,執行計劃以MapReduce的方式執行,那麼結合數據和集羣的大小,map和reduce的數量就會影響到sql執行的效率。

除了要控制Hive生成的Job的數量,也要控制map和reduce的數量。

1、 map的數量,通常情況下和split的大小有關係,之前寫的一篇blog“map和reduce的數量是如何定義的”有描述。

hive中默認的hive.input.format是org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat,對於combineHiveInputFormat,它的輸入的map數量

由三個配置決定,

mapred.min.split.size.per.node    #一個節點上split的至少的大小

mapred.min.split.size.per.rack   #一個交換機下split至少的大小

mapred.max.split.size           #一個split最大的大小

它的主要思路是把輸入目錄下的大文件分成多個map的輸入, 併合並小文件, 做爲一個map的輸入. 具體的原理是下述三步:

a、根據輸入目錄下的每個文件,如果其長度超過mapred.max.split.size,以block爲單位分成多個split(一個split是一個map的輸入),每個split的長度都大於mapred.max.split.size, 因爲以block爲單位, 因此也會大於blockSize, 此文件剩下的長度如果大於mapred.min.split.size.per.node, 則生成一個split, 否則先暫時保留.

b、現在剩下的都是一些長度效短的碎片,把每個rack下碎片合併, 只要長度超過mapred.max.split.size就合併成一個split, 最後如果剩下的碎片比mapred.min.split.size.per.rack大, 就合併成一個split, 否則暫時保留.

c、把不同rack下的碎片合併, 只要長度超過mapred.max.split.size就合併成一個split, 剩下的碎片無論長度, 合併成一個split.

舉例: mapred.max.split.size=1000

mapred.min.split.size.per.node=300

mapred.min.split.size.per.rack=100

輸入目錄下五個文件,rack1下三個文件,長度爲2050,1499,10, rack2下兩個文件,長度爲1010,80. 另外blockSize爲500.

經過第一步, 生成五個split: 1000,1000,1000,499,1000. 剩下的碎片爲rack1下:50,10; rack2下10:80

由於兩個rack下的碎片和都不超過100, 所以經過第二步, split和碎片都沒有變化.

第三步,合併四個碎片成一個split, 長度爲150.

如果要減少map數量, 可以調大mapred.max.split.size, 否則調小即可.

其特點是: 一個塊至多作爲一個map的輸入,一個文件可能有多個塊,一個文件可能因爲塊多分給做爲不同map的輸入, 一個map可能處理多個塊,可能處理多個文件。

2、 reduce數量

可以在hive運行sql的時,打印出來,如下:

Number of reduce tasks not specified. Estimated from input data size: 1
In order to change the average load for a reducer (in bytes):
  set hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=<number>
In order to limit the maximum number of reducers:
  set hive.exec.reducers.max=<number>
In order to set a constant number of reducers:
  set mapred.reduce.tasks=<number>

reduce數量由以下三個參數決定,

mapred.reduce.tasks                    #(強制指定reduce的任務數量)

hive.exec.reducers.bytes.per.reducer  #(每個reduce任務處理的數據量,默認爲1000^3=1G)

hive.exec.reducers.max               #(每個任務最大的reduce數,默認爲999)

計算reducer數的公式很簡單N=min( hive.exec.reducers.max ,總輸入數據量/ hive.exec.reducers.bytes.per.reducer )

只有一個reduce的場景:
a、沒有group by 的彙總
b、order by
c、笛卡爾積

二、join和Group的優化
對於普通的join操作,會在map端根據key的hash值,shuffle到某一個reduce上去,在reduce端做join連接操作,內存中緩存join左邊的表,遍歷右邊的表,一次做join操作。所以在做join操作時候,將數據量多的表放在join的右邊。
當數據量比較大,並且key分佈不均勻,大量的key都shuffle到一個reduce上了,就出現了數據的傾斜。

對於Group操作,首先在map端聚合,最後在reduce端坐聚合,hive默認是這樣的,以下是相關的參數

hive.map.aggr = true                          #是否在 Map 端進行聚合,默認爲 True
hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000   # 在Map端進行聚合操作的條目數目

三、Join && Group發生數據傾斜

對於join和Group操作都可能會出現數據傾斜。
以下有幾種解決這個問題的常見思路
1、參數hive.groupby.skewindata = true,解決數據傾斜的萬能鑰匙,查詢計劃會有兩個 MR Job。第一個 MR Job 中,Map 的輸出結果集合會隨機分佈到 Reduce 中,每個 Reduce 做部分聚合操作,並輸出結果,這樣處理的結果是相同的 Group By Key 有可能被分發到不同的 Reduce 中,從而達到負載均衡的目的;第二個 MR Job 再根據預處理的數據結果按照 Group By Key 分佈到 Reduce 中(這個過程可以保證相同的 Group By Key 被分佈到同一個 Reduce 中),最後完成最終的聚合操作。
2、where的條件寫在join裏面,使得減少join的數量(經過map端過濾,只輸出複合條件的)
3、mapjoin方式,無reduce操作,在map端做join操作(map端cache小表的全部數據),這種方式下無法執行Full/RIGHT OUTER join操作
4、對於count(distinct)操作,在map端以group by的字段和count的字段聯合作爲key,如果有大量相同的key,那麼會存在數據傾斜的問題
5、數據的傾斜還包括,大量的join連接key爲空的情況,空的key都hash到一個reduce上去了,解決這個問題,最好把空的key和非空的key做區分
空的key不做join操作。
當然有的hive操作,不存在數據傾斜的問題,比如數據聚合類的操作,像sum、count,因爲已經在map端做了聚合操作了,到reduce端的數據相對少一些,所以不存在這個問題。

四、小文件的合併

大量的小文件導致文件數目過多,給HDFS帶來壓力,對hive處理的效率影響比較大,可以合併map和reduce產生的文件

hive.merge.mapfiles = true                 #是否和並 Map 輸出文件,默認爲 True
hive.merge.mapredfiles = false             #是否合併 Reduce 輸出文件,默認爲 False
hive.merge.size.per.task = 256*1000*1000   #合併文件的大小

五、in/exists(not)

通過left semi join 實現 in操作,一個限制就是join右邊的表只能出現在join條件中

六、分區裁剪

通過在條件中指定分區,來限制數據掃描的範圍,可以極大提高查詢的效率

七、排序

order by 排序,只存在一個reduce,這樣效率比較低。
可以用sort by操作,通常結合distribute by使用做reduce分區鍵

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章