Hive调优

1.参数配置优化

设定Hive参数有三种方式：
（1）配置Hive文件
当修改配置Hive文件的设定后，对本机启动的所有Hive进程都有效，因此配置是全局性的。
一般地，Hive的配置文件包括两部分：

a）用户自定义配置文件：$HIVE_CONF_DIR/hive-site.xml
b）默认配置文件：$HIVE_CONF_DIR/hive-default.xml.template
# 当用户自定义配置后，会覆盖默认配置。

实际上，因为Hive是作为Hadoop的客户端环境下启动，而Hive的配置会覆盖
Hadoop的配置，因此这类修改配置的方式不推荐使用。
（2）命令行参数配置
命令行参数配置就是：启动Hive（客户端或Server方式）时，可以在命令行添加-hiveconf param=value来设定参数。比如：

hive --service hiveserver2 --hiveconf
hive.root.logger=DEBUG,console

需要注意的是，只要通过Beeline连接的这个hiveserver2的客户端，都具备这个配置参数的方式。
但这种配置方式，有一个存在问题，那就是：命令行参数配置的作用域是所有请求的Sessions会话内有效，即仅在当前窗口下生效，一旦关闭窗口，则失效。
（3）设定参数声明
通常地，在Hive中，设定参数声明需要使用到set关键字，比如：

-- 查看
set mapreduce.job.reduces;
-- 设定reduce数量
set mapreduce.job.reduces = 3;

（1）参数设置优先级
参数声明 > 命令行参数 > 配置文件参数
（2）参数设置范围大小
配置文件参数 > 命令行参数 > 参数声明
一般情况下，会在执行程序前使用set关键字来设定参数配置。

1.1 设定Fetch抓取策略

我们知道，执行Hive时，查询缓慢的主要原因是：执行了MapReduce计算。因此，
若想提高执行效率，可以避免执行MapReduce程序。
简单地说，设定了Fetch抓取策略的某些参数后，Hive可以避免走MapReduce程序，有效提升了执行效率。比如：

-- 设置Fetch本地抓取策略
hive.fetch.task.conversion = more;

当Fetch的这个属性修改为more值后，在全局查找、字段查找、limit查找等都不执行MapReduce计算。
hive.fetch.task.conversion属性值有3个选项：

（1）hive.fetch.task.conversion = more; [默认值]
可以保证在执行全表扫描、查询某几个列、执行简单查询、where条件且包括
limit操作时，都不会走MR
（2）hive.fetch.task.conversion = minimal;
保证执行全表扫描以及查询某几个列以及limit操作可以不走MR, 其他操作都会执
行MR
（3）hive.fetch.task.conversion = none;
全部查询操作，都执行MR

强烈建议当调试程序结束后，继续设定[hive.fetch.task.conversion =more;]结果。

-- select * from tb_taobao_log;
-- select * from tb_taobao_log where result_value>0; -- 没有
走mr , 自动优化
-- set hive.fetch.task.conversion = minimal;
-- 4
-- select * from tb_taobao_log; -- minimal状态很简单就不走mr
-- select * from tb_taobao_log where result_value>0; -- 走mr,
没有优化
set hive.fetch.task.conversion = none; -- 什么都不优化-- 5
select * from tb_taobao_log;
select * from tb_taobao_log where result_value>0;
/*
more: 普通查询、全表扫描、简单条件都不走mr, 自动优化; --执行效率提升
[默认]
minimal: 全表扫描不走mr, 其他一般都走
none: 所有的查询操作都走mr程序 -->底层
*/
-- 恢复默认
set hive.fetch.task.conversion = more;

（2）Fetch抓取策略已默认设定为more，因此当调试完程序后，记得恢复默认值more。

1.2设定本地模式

在应用中，大多数的Hadoop Job是需要Hadoop提供的完整可扩展性来处理大数据
集（TB）。不过，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时，消耗资源可能会比实际Job的执行时间要多的多。
对于大多数的这种情况，Hive可以通过本地模式在单台机器上处理所有的任务。而对于小数据集，执行时间可以明显被缩短。
用户可以通过设置hive.exec.mode.local.auto的值为true，来让Hive在适当的时候，自动启动这个优化。
比如，设定本地模式时，可以设定如下参数：

-- 开启本地local 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=134217728;
-- 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=4;

1.3数据压缩格式

为什么要对文件或目录进行压缩呢？
（1）便于集中处理；
（1）对于一个未执行任何压缩操作的1000MB文件, 当从路径A传输到路径B时，
假定网速100MB/s，
则传输总时长为10秒；
（2）对于一个未执行任何压缩操作的1000MB文件, 通过压缩后再传输操作完成: 从路
径A传输到路径B。
假定压缩效率330MB/s, 则1000MB压缩到100MB花费3秒,
到达指定路径后, 解压花费3秒，
则传输总时长为6秒。
（2）便于资料传输；
（3）便于阅读数据。

--开启hive支持中间结果的压缩方案
-- set hive.exec.compress.intermediate=true;
-- --开启hive支持最终结果压缩
-- set hive.exec.compress.output=true;
--
-- --开启MR的mapper端压缩操作
-- set mapreduce.map.output.compress=true;
-- --设置mapper端压缩的方案
-- set mapreduce.map.output.compress.codec=
org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec;
-- -- 开启MR的reduce端的压缩方案
-- set mapreduce.output.fileoutputformat.compress=true;
--
-- -- 设置reduce端压缩的方案
-- set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.codec =
org.apache.hadoop.io.compress.SnappyCodec;
-- --设置reduce的压缩类型
-- set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.type=BLOCK;

一般地，设定数据文件的压缩格式时，仅需执行一些参数配置声明即可。

1.4数据存储格式

下行存储、列存储的一些特点：
（1）行式存储的特点：
查询满足条件的一整行数据时，行存储只需要找到其中一个值，其余的值都在相邻地方，
所以行存储查询和访问的效率更高；
（2）列式存储的特点：
因为每个字段的列数据都是聚集存储，当在查询仅需要少数几个字段时，能大大减少读取的数据量；
并且，每个字段的数据类型一定是相同的，
所以，列式存储可以针对性的设计出更好的存储格式、或设计压缩算法。
（1）行式存储格式
常用的行式存储格式为TEXTFILE
优点：相关的数据是保存在一起，比较符合面向对象的思维，因为一行数据就是一条记录。这种存储格式比较方便进行INSERT/UPDATE操作
缺点：如果查询只涉及某几个列，它会把整行数据都读取出来，不能跳过不必要的列读取。当然数据比较少，一般没啥问题，如果数据量比较大就比较影响性能。
（2）列式存储格式
常用的列式存储格式有ORC(Optimized Row Columnar)和PARQUET。一般地，ORC格式效果要比PARQUET压缩率更高！

优点：查询时，只有涉及到的列才会被查询，不会把所有列都查询出来，即可以跳过不必要的列查询。高效的压缩率，不仅节省储存空间也节省计算内存和CPU。
缺点：INSERT/UPDATE很麻烦或者不方便，不适合扫描小量的数据。

create [external] table 表名(
字段名 字段类型,
字段名 字段类型,
...
)
[row format delimited
fields terminated by '指定分隔符']
[stored as textfile] -- 行式存储格式 18.1M
[stored as parquet] -- 列式存储格式 13.1M
[stored as orc]; -- 列式存储格式 2.8M

-- 创建表
create table tb_textfile_mode(
log_date_time string,
visit_web string,
secret string,
web_engine string,
ip string,
buy_status string,
result_value int
) row format delimited
fields terminated by "\t"
stored as textfile ;
-- 导入数据
insert into table tb_textfile_mode select * from
tb_taobao_log;
-- 查看数据
select * from tb_textfile_mode;
-- 看文件大小
create table tb_parquet_mode(
log_date_time string,
visit_web string,
secret string,
web_engine string,
ip string,
buy_status string,
result_value int
) row format delimited
fields terminated by "\t"
stored as parquet ;
-- 导入数据
insert into table tb_parquet_mode select * from
tb_taobao_log;
-- 查看数据
select * from tb_parquet_mode;
create table tb_orc_mode(
log_date_time string,
visit_web string,
secret string,
web_engine string,
ip string,
buy_status string,
result_value int
) row format delimited
fields terminated by "\t"
stored as orc ;
-- 导入数据
insert into table tb_orc_mode select * from tb_taobao_log;
-- 查看数据
select * from tb_orc_mode;

当仅考虑数据文件的压缩比时，可以优先考虑使用列式存储的orc格式。

1.5join的优化操作

述join存在哪些问题?

1. 导致reduce的压力剧增, 所有的数据全部都打向reduce中
2. 当有了多个reduce后, 如果某个join字段的值出现大量的重复, 会导致大量key发往同一个reduce, 从而导致数据倾斜
   通过 map 端 join实现
   通过 map join 即可解决掉 reduce join所出现的所有的问题, 也可以这么mapjoin有解决数据倾斜的作用
   存在什么弊端:
   小表数据需要存储在内存中, 随着mapTask越多, 存储在内存的小表数据份数也会越多
   当这个小表数据比较大的, 可能无法放置到内存中
   所以说, mapJoin有一定使用范围: 仅适用于小表 和大表 进行join的情况

2.SQL优化

2.1列裁剪

Hive在读数据的时候，可以只读取查询中所需要用到的列，而忽略其他列

假设有一个表A: a b c 三个字段, 请查看以下SQL
select a,b from A where a=xxx;
在这条SQL, 发现没有使用c这个字段, 在from A表时候, 读取数据, 只需要将a列和 b列数据读取出来即可, 不需要读取c列字段, 这样可以减少读取的数据量, 从而提升效率

2.2分区裁剪

执行查询SQL的时候, 如果操作的表是一张分区表, 那么建议一定要带上分区字段, 以减少扫描的数据量, 从而提升效率, 能在join之前提前过滤的操作, 一定要提前过滤, 不要在join后进行过滤操作

select * from A join B where A.id=xxx;
优化后:
select * from (select * from A where id= xxx) A join B;

2.3 group by 操作

执行分组操作, 翻译后的MR, 分组的字段就是k2的字段, 按照k2进行分组操作, 将相同value合并在同一个集合中, 既然分组的字段就是MR的k2, 那么分区也会按照分组字段进行分区操作, 如果某个组下数据非常的多, 可能出现出现什么问题呢?

此时有可能发生数据倾斜, 因为相同key会发往同一个reduce中
所以说: 在hive中出现数据倾斜的主要体现在两个方面:
第一个:执行join操作(reduce join)
第二个:执行group by 操作

2.4count(distinct)

说明 : count(distinct) 在数据量比较大的情况下, 效率并不高

执行count操作的时候, hive翻译的MR, reduce数量是否可以有多
个? 必然不会有多个, 只能有一个, 因为全局求最终结果
此时如果执行统计的时候, 需要进行去重,那么去重工作是由reduce执行
去重操作, 由于reduce只有一个, 所有的数据都在一个reduce中, 此时reduce
的压力比较大
希望执行去重工作可能有多个reduce一起来执行操作, 此时可以将SQL优化:
原有:
select count(distinct ip) from ip_tab;
优化:
select
count(ip)
from
(select ip from ip_tab group by ip) tmp;
请注意: 这样的做法, 虽然会运行两个MR, 但是当数据量足够庞大的时
候, 此操作绝对是值得的, 如果数据量比较少, 此操作效率更低

2.5笛卡尔积

什么是笛卡尔积呢? 在进行join的时候, 两个表乘积之后结果就是笛卡尔积的结果
比如: 一个表有5条, 一个表有3条数据, 笛卡尔积结果就有15条数据 , 笛卡尔积中有大量数据都是无用数据
什么时候会产生笛卡尔积呢? 在多表join的时候, 关联条件缺少或者使用错误的关联条件以及将关联条件放置在where中都会导致笛卡尔积在实际使用中, 建议：

1) 避免join的时候不加on条件，或者无效的on条件
2) 关联条件不要放置在where语句, 因为底层, 先产生笛卡尔积 然后基于where进行过滤 , 建议放置on条件上
3) 如果实际开发中无法确定表与表关联条件 建议与数据管理者重新对接, 避免出现问题

3，动态分区

需求: 请将下面的一个分区表数据, 拷贝到另一个分区表, 保证对应区数据放置到另一个表的对应区下

作用: 帮助一次性灌入多个分区的数据
参数:
set hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict; -- 开启非严格模式 默认为 strict(严格模式)
set hive.exec.dynamic.partition=true; -- 开启动态分区支持, 默认就是true
可选的参数:
set hive.exec.max.dynamic.partitions=1000; -- 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.pernode=100; -- 每个执
行MR的节点上，最大可以创建多少个动态分区
set hive.exec.max.created.files=100000; -- 整个MR Job中，最大可以创建多少个HDFS文件

-- 分区列本质就是在原表基础上生成了一个虚拟列
create table dynamic_stu1(
id int,
name string,
age int
)partitioned by (month string)
row format delimited
fields terminated by ','
stored as textfile;
-- 上传文件后查询
select * from dynamic_stu1; -- 查不到
-- 注意: 分区表上传文件是没有效果,需要将此文件数据放到分区目录中
-- 手动/自动创建分区目录
-- 静态分区
load data inpath
'/user/hive/warehouse/day09.db/dynamic_stu1/dynamic_stu.txt'
into table dynamic_stu1 partition (month='202302');
-- 自动生成分区后查询
select * from dynamic_stu1;
-- 如果要是手动创建了分区目录,需要msck repair修复 metastorecheck
msck repair table dynamic_stu1;
-- 修复完后再查询
select * from dynamic_stu1;
-- 需求: 把dynamic_stu1表结构数据都复制到dynamic_stu2分区表
create table dynamic_stu2(
id int,
name string,
age int
)partitioned by (month string)
row format delimited
fields terminated by ','
stored as textfile;
-- 开启动态分区支持, 默认就是true,无需操作
set hive.exec.dynamic.partition=true;
-- 动态分区方式1
insert into dynamic_stu2 select * from dynamic_stu1;
-- 查看分区
show partitions dynamic_stu2;
-- 想要演示动态分区方式2,需要删除刚才的分区
alter table dynamic_stu2 drop partition (month='202302');
alter table dynamic_stu2 drop partition (month='202303');
-- 动态分区方式2
insert into dynamic_stu2 partition (month) select * from
dynamic_stu1; -- 报错
set hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict; -- 开启非严格模
式 默认为 strict(严格模式)
insert into dynamic_stu2 partition (month) select * from
dynamic_stu1; -- 成功
-- 再次查看分区
show partitions dynamic_stu2;

3.1 如何调整map和reduce的数量

1>是不是map数越多越好？ 答案是否定的。如果一个任务有很多小文件（远远小于块大小128m），则每个小文件也会被当做一个块，用一个map任务来完
成，而一个map任务启动和初始化的时间远远大于逻辑处理的时间，就会造成很大的资源浪费。而且，同时可执行的map数是受限的。
2>是不是保证每个map处理接近128m的文件块，就高枕无忧了？ 答案也是不一定。比如有一个127m的文件，正常会用一个map去完成，但这个文件只有一个或者两个小字段，却有几千万的记录，如果map处理的逻辑比较复杂，用一个map任务去做，肯定也比较耗时。
3>是不是reduce数越多越好？ 答案是否定的。如果reduce设置的过大，对整个作业会产生一定的影响。 ①过多的启动和初始化reduce也会消耗时间和资源；
②另外，有多少个reduce，就会有多少个输出文件，如果生成了很多个小文件，那么如果这些小文件作为下一个任务的输入，则也会出现小文件过多的问题；
如何调整mapTask数量:
小文件场景
当input的文件都很小,把小文件进行合并归档,减少map数, 设置map数量:
– 每个Map最大输入大小(这个值决定了合并后文件的数量)
set mapred.max.split.size=112345600;
– 一个节点上split的至少的大小(这个值决定了多个DataNode上的文件是否需要合并)
set mapred.min.split.size.per.node=112345600;
– 一个交换机下split的至少的大小(这个值决定了多个交换机上的文件是否需要合并)
set mapred.min.split.size.per.rack=112345600;
– 执行Map前进行小文件合并
set hive.input.format=org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHive InputFormat;
大文件场景
当input的文件都很大，任务逻辑复杂，map执行非常慢的时候，可以考虑增加Map数，来使得每个map处理的数据量减少，从而提高任务的执行效率。
举例:如果表a只有一个文件，大小为120M，但包含几千万的记录，如果用1个map去完成这个任务，肯定是比较耗时的，这种情况下，我们要考虑将这一个文件合理的拆分成多个，这样就可以用多个map任务去完成。set mapred.reduce.tasks=10;
create table a_1 as select * from tab_info distribute
by rand(123);
这样会将a表的记录，随机的分散到包含10个文件的a_1表中，再用a_1代替上面sql中的a表，则会用10个map任务去完成。
如何reduce的数量:

总共受3个参数控制：
（1）每个Reduce处理的数据量默认是256MB
hive.exec.reducers.bytes.per.reducer=256123456
（2）每个任务最大的reduce数，默认为999
hive.exec.reducers.max=999
（3）mapreduce.job.reduces
该值默认为-1，由hive自己根据任务情况进行判断。因此，可以手动设置每个job的Reduce个数
set mapreduce.job.reduces = 8;

在什么情况下, 只能有一个reduce呢?

以下几种, 不管如何设置, 最终翻译后reduce只能有一个
1) 执行order by操作
2) 执行不需要group by直接聚合的操作
3) 执行笛卡尔积

4.并行执行

在执行一个SQL语句的时候, SQL会被翻译为MR, 一个SQL有可能被翻译成多个MR,那么在多个MR之间, 有些MR之间可能不存在任何的关联, 此时可以设置让这些没有关联的MR 并行执行, 从而提升效率 , 默认是 一个一个来

set hive.exec.parallel=true; --打开任务并行执行,默认关闭
set hive.exec.parallel.thread.number=16; --同一个sql允许最大并行度，默认为8。
前提:
服务器必须有资源, 如果没有 即使支持并行, 也没有任何作用

select * from A ....
union all
select * from B ...;
例如:
select from (select * from A group by ...) tmp1 join
(select * from B group by xxx) on ...

5，严格模式

屏蔽一下操作:
1) 执行order by 不加 limit
2) 出现笛卡尔积的现象SQL
3) 查询分区表, 不带分区字段
前提: 数据量足够大, 如果数据量比较少, 严格模式对此三项内容不生效

set hive.mapred.mode = strict; --开启严格模式
set hive.mapred.mode = nostrict; --开启非严格模式

6.推测执行

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。hadoop中默认两个阶段都开启了推测执行机制。
hive本身也提供了配置项来控制reduce-side的推测执行：
set hive.mapred.reduce.tasks.speculative.execution=true;
关于调优推测执行机制，还很难给一个具体的建议。如果用户对于运行时的偏差非常敏感的话，那么可以将这些功能关闭掉。如果用户因为输入数据量很大而需要执行长时间的
map或者Reduce task的话，那么启动推测执行造成的浪费是非常巨大。

7，执行计划explain

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句，从而知道MySQL是如何处理你的SQL语句的。帮助我们了解底层原理,hive调优,排查数据倾斜等有很有帮助
使用示例：explain [...] sql查询语句;
explain sql语句: 查看执行计划的基本信息

（1）stage dependencies：各个stage之间的依赖性
包含两部分:Stage-1和Stage-0，Stage-1 是根stage，Stage-0 依赖 Stage-1，
（2）stage plan：各个stage的执行计划
包含两部分: map端执行计划树和reduce端执行计划树