一、Fetch抓取

1、理论分析

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 employees;在这种情况下，Hive可以简单地读取employee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>

2、案例实操

（1）把hive.fetch.task.conversion设置成none，然后执行查询语句，都会执行mapreduce程序。

hive (default)> set hive.fetch.task.conversion=none;

hive (default)> select * from emp;

hive (default)> select ename from emp;

hive (default)> select ename from emp limit 3;

（2）把hive.fetch.task.conversion设置成more，然后执行查询语句，如下查询方式都不会执行mapreduce程序。

hive (default)> set hive.fetch.task.conversion=more;

hive (default)> select * from emp;

hive (default)> select ename from emp;

hive (default)> select ename from emp limit 3;

二、本地模式

1、理论分析

Hive 在集群上查询时，默认是在集群上 N 台机器上运行， 需要多个机器进行协调运行，这 个方式很好地解决了大数据量的查询问题。但是当 Hive 查询处理的数据量比较小时，其实没有必要启动分布式模式去执行，因为以分布式方式执行就涉及到跨网络传输、多节点协调 等，并且消耗资源。这个时间可以只使用本地模式来执行 mapreduce job，只在一台机器上执行，速度会很快。启动本地模式涉及到三个参数：

set hive.exec.mode.local.auto=true 是打开 hive 自动判断是否启动本地模式的开关，但是只 是打开这个参数并不能保证启动本地模式，要当 map 任务数不超过

hive.exec.mode.local.auto.input.files.max 的个数并且 map 输入文件大小不超过

hive.exec.mode.local.auto.inputbytes.max 所指定的大小时，才能启动本地模式。

如下：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。

2、案例实操

（1）开启本地模式，并执行查询语句

hive (default)> set hive.exec.mode.local.auto=true;

hive (default)> select * from emp cluster by deptno;

Time taken: 1.328 seconds, Fetched: 14 row(s)

（2）关闭本地模式，并执行查询语句

hive (default)> set hive.exec.mode.local.auto=false;

hive (default)> select * from emp cluster by deptno;

Time taken: 20.09 seconds, Fetched: 14 row(s)；

三、Hive的压缩存储

1、合理利用文件存储格式

创建表时，尽量使用 orc、parquet 这些列式存储格式，因为列式存储的表，每一列的数据在物理上是存储在一起的，Hive查询时会只遍历需要列数据，大大减少处理的数据量。

2、压缩的原因

Hive 最终是转为 MapReduce 程序来执行的，而MapReduce 的性能瓶颈在于网络 IO 和 磁盘 IO，要解决性能瓶颈，最主要的是减少数据量，对数据进行压缩是个好的方式。压缩 虽然是减少了数据量，但是压缩过程要消耗CPU的，但是在Hadoop中， 往往性能瓶颈不在于CPU，CPU压力并不大，所以压缩充分利用了比较空闲的 CPU

3、常用压缩方法对比

各个压缩方式所对应的 Class 类：

4、压缩方式的选择

压缩比率

压缩解压缩速度

是否支持 Split

5、压缩使用

Job 输出文件按照 block 以 GZip 的方式进行压缩：

set mapreduce.output.fileoutputformat.compress=true // 默认值是 false

set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.type=BLOCK // 默认值是 Record

set mapreduce.output.fileoutputformat.compress.codec=org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec // 默认值是 org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec

Map 输出结果也以 Gzip 进行压缩：

set mapred.map.output.compress=true

set mapreduce.map.output.compress.codec=org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec // 默认值是 org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec 

对 Hive 输出结果和中间都进行压缩：

set hive.exec.compress.output=true // 默认值是 false，不压缩

set hive.exec.compress.intermediate=true // 默认值是 false，为 true 时 MR 设置的压缩才启用

四、表的优化

1、小表、大表Join

1）理论分析

将key相对分散，并且数据量小的表放在join的左边，这样可以有效减少内存溢出错误发生的几率；再进一步，可以使用Group让小的维度表（1000条以下的记录条数）先进内存。在map端完成reduce。

实际测试发现：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。

2）案例实操

（0）需求：测试大表JOIN小表和小表JOIN大表的效率

（1）建大表、小表和JOIN后表的语句

（2）分别向大表和小表中导入数据

hive (default)> load data local inpath '/opt/module/datas/bigtable' into table bigtable;

hive (default)>load data local inpath '/opt/module/datas/smalltable' into table smalltable;

（3）关闭mapjoin功能（默认是打开的）

set hive.auto.convert.join = false;

（4）执行小表JOIN大表语句

Time taken: 35.921 seconds

（5）执行大表JOIN小表语句

Time taken: 34.196 seconds；

2、大表Join大表

1）空KEY过滤

有时join超时是因为某些key对应的数据太多，而相同key对应的数据都会发送到相同的reducer上，从而导致内存不够。此时我们应该仔细分析这些异常的key，很多情况下，这些key对应的数据是异常数据，我们需要在SQL语句中进行过滤。例如key对应的字段为空，操作如下：

案例实操

（1）配置历史服务器

配置mapred-site.xml

启动历史服务器

sbin/mr-jobhistory-daemon.sh start historyserver

查看jobhistory

http://node21:19888/jobhistory

（2）创建原始数据表、空id表、合并后数据表

（3）分别加载原始数据和空id数据到对应表中

hive (default)> load data local inpath '/opt/module/datas/ori' into table ori;

hive (default)> load data local inpath '/opt/module/datas/nullid' into table nullidtable;

（4）测试不过滤空id

hive (default)> insert overwrite table jointable

select n.* from nullidtable n left join ori o on n.id = o.id;

Time taken: 42.038 seconds

（5）测试过滤空id

hive (default)> insert overwrite table jointable

select n.* from (select * from nullidtable where id is not null ) n  left join ori o on n.id = o.id;

Time taken: 31.725 seconds

2）空key转换

有时虽然某个key为空对应的数据很多，但是相应的数据不是异常数据，必须要包含在join的结果中，此时我们可以表a中key为空的字段赋一个随机的值，使得数据随机均匀地分不到不同的reducer上。例如：

案例实操：

不随机分布空null值：

（1）设置5个reduce个数

set mapreduce.job.reduces = 5;

（2）JOIN两张表

结果：可以看出来，出现了数据倾斜，某些reducer的资源消耗远大于其他reducer。

随机分布空null值

（1）设置5个reduce个数

set mapreduce.job.reduces = 5;

（2）JOIN两张表

结果：可以看出来，消除了数据倾斜，负载均衡reducer的资源消耗

3、Map Join

理论分析

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。

1）开启MapJoin参数设置：

（1）设置自动选择Mapjoin

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

（2）大表小表的阀值设置（默认25M一下认为是小表）：

set hive.mapjoin.smalltable.filesize=25000000;

2）MapJoin工作机制

首先是Task A，它是一个Local Task（在客户端本地执行的Task），负责扫描小表b的数据，将其转换成一个HashTable的数据结构，并写入本地的文件中，之后将该文件加载到DistributeCache中。

接下来是Task B，该任务是一个没有Reduce的MR，启动MapTasks扫描大表a,在Map阶段，根据a的每一条记录去和DistributeCache中b表对应的HashTable关联，并直接输出结果。

由于MapJoin没有Reduce，所以由Map直接输出结果文件，有多少个Map Task，就有多少个结果文件。

案例实操：

（1）开启Mapjoin功能

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

（2）执行小表JOIN大表语句

Time taken: 24.594 seconds

（3）执行大表JOIN小表语句

Time taken: 24.315 seconds

4、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。

1）开启Map端聚合参数设置

（1）是否在Map端进行聚合，默认为True

set hive.map.aggr = true

（2）在Map端进行聚合操作的条目数目

set hive.groupby.mapaggr.checkinterval = 100000

（3）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。

5、Count(Distinct)

数据量小的时候无所谓，数据量大的情况下，由于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：

案例实操

（1）创建一张大表

（2）加载数据

hive (default)> load data local inpath '/opt/module/datas/bigtable' into table bigtable;

（3）设置5个reduce个数

set mapreduce.job.reduces = 5;

（4）执行去重id查询

hive (default)> select count(distinct id) from bigtable;

Stage-Stage-1: Map: 1  Reduce: 1   Cumulative CPU: 7.12 sec   HDFS Read: 120741990 HDFS Write: 7 SUCCESS

Total MapReduce CPU Time Spent: 7 seconds 120 msec

OK

c0

100001

Time taken: 23.607 seconds, Fetched: 1 row(s)

Time taken: 34.941 seconds, Fetched: 1 row(s)

（5）采用GROUP by去重id

hive (default)> select count(id) from (select id from bigtable group by id) a;

Stage-Stage-1: Map: 1  Reduce: 5   Cumulative CPU: 17.53 sec   HDFS Read: 120752703 HDFS Write: 580 SUCCESS

Stage-Stage-2: Map: 3  Reduce: 1   Cumulative CPU: 4.29 sec   HDFS Read: 9409 HDFS Write: 7 SUCCESS

Total MapReduce CPU Time Spent: 21 seconds 820 msec

OK

_c0

100001

Time taken: 50.795 seconds, Fetched: 1 row(s)

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。

6、笛卡尔积

7、行列过滤

列处理：在SELECT中，只拿需要的列，如果有，尽量使用分区过滤，少用SELECT *。

行处理：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，比如：

案例实操：

（1）测试先关联两张表，再用where条件过滤

hive (default)> select o.id from bigtable b

join ori o on o.id = b.id

where o.id <= 10;

Time taken: 34.406 seconds, Fetched: 100 row(s)

Time taken: 26.043 seconds, Fetched: 100 row(s)

（2）通过子查询后，再关联表

hive (default)> select b.id from bigtable b

join (select id from ori where id <= 10 ) o on b.id = o.id;

Time taken: 30.058 seconds, Fetched: 100 row(s)

Time taken: 29.106 seconds, Fetched: 100 row(s)

8、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。

1）开启动态分区参数设置

（1）开启动态分区功能（默认true，开启）

hive.exec.dynamic.partition=true

（2）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。）

hive.exec.dynamic.partition.mode=nonstrict

（3）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。

hive.exec.max.dynamic.partitions=1000

（4）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。

hive.exec.max.dynamic.partitions.pernode=100

（5）整个MR Job中，最大可以创建多少个HDFS文件。

hive.exec.max.created.files=100000

（6）当有空分区生成时，是否抛出异常。一般不需要设置。

hive.error.on.empty.partition=false

2）案例实操

需求：将ori中的数据按照时间(如：20111230000008)，插入到目标表ori_partitioned_target的相应分区中。

（1）创建分区表

（2）加载数据到分区表中

（3）创建目标分区表

（4）设置动态分区

（5）查看目标分区表的分区情况

hive (default)> show partitions ori_partitioned_target;

9、优化 in/exists 语句

虽然经过测验，hive1.2.1 也支持 in/exists 操作，但还是推荐使用 hive 的一个高效替代方案：left semi join

比如说：

select a.id, a.name from a where a.id in (select b.id from b);

select a.id, a.name from a where exists (select id from b where a.id = b.id);

应该转换成：

select a.id, a.name from a left semi join b on a.id = b.id;

10、排序选择

cluster by：对同一字段分桶并排序，不能和 sort by 连用

distribute by + sort by：分桶，保证同一字段值只存在一个结果文件当中，结合 sort by 保证 每个 reduceTask 结果有序

sort by：单机排序，单个 reduce 结果有序

order by：全局排序，缺陷是只能使用一个 reduce

11、合并 MapReduce操作

Multi-group by 是 Hive 的一个非常好的特性，它使得 Hive 中利用中间结果变得非常方便。 例如：

FROM (SELECT a.status, b.school, b.gender FROM status_updates a JOIN profiles b ON (a.userid =

b.userid and a.ds='2009-03-20' ) ) subq1

INSERT OVERWRITE TABLE gender_summary PARTITION(ds='2009-03-20')

SELECT subq1.gender, COUNT(1) GROUP BY subq1.gender

INSERT OVERWRITE TABLE school_summary PARTITION(ds='2009-03-20')

SELECT subq1.school, COUNT(1) GROUP BY subq1.school

上述查询语句使用了 multi-group by 特性连续 group by 了 2 次数据，使用不同的 group by key。 这一特性可以减少一次 MapReduce 操作

12、合理利用分桶：Bucketing 和 Sampling

Bucket 是指将数据以指定列的值为 key 进行 hash，hash 到指定数目的桶中。这样就可以支持高效采样了。如下例就是以 userid 这一列为 bucket 的依据，共设置 32 个 buckets

CREATE TABLE page_view(viewTime INT, userid BIGINT,

 page_url STRING, referrer_url STRING,

 ip STRING COMMENT 'IP Address of the User')

 COMMENT 'This is the page view table'

 PARTITIONED BY(dt STRING, country STRING)

 CLUSTERED BY(userid) SORTED BY(viewTime) INTO 32 BUCKETS

 ROW FORMAT DELIMITED

 FIELDS TERMINATED BY '1'

 COLLECTION ITEMS TERMINATED BY '2'

 MAP KEYS TERMINATED BY '3'

 STORED AS SEQUENCEFILE;

通常情况下，Sampling 在全体数据上进行采样，这样效率自然就低，它要去访问所有数据。 而如果一个表已经对某一列制作了 bucket，就可以采样所有桶中指定序号的某个桶，这就减少了访问量。

如下例所示就是采样了 page_view 中 32 个桶中的第三个桶的全部数据：

SELECT * FROM page_view TABLESAMPLE(BUCKET 3 OUT OF 32);

如下例所示就是采样了 page_view 中 32 个桶中的第三个桶的一半数据：

SELECT * FROM page_view TABLESAMPLE(BUCKET 3 OUT OF 64);

五、数据倾斜

1、Map数

2、小文件进行合并

set hive.merge.mapfiles = true                   ##在 map only 的任务结束时合并小文件

set hive.merge.mapredfiles = false               ## true 时在 MapReduce 的任务结束时合并小文件

set hive.merge.size.per.task = 256*1000*1000     ##合并文件的大小

set mapred.max.split.size=256000000;             ##每个 Map 最大分割大小

set mapred.min.split.size.per.node=1;            ##一个节点上 split 的最少值

set hive.input.format=org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat;    ##执行Map前进行小文件合并

3、复杂文件增加Map数

4、Reduce数

Hadoop MapReduce 程序中，reducer 个数的设定极大影响执行效率，这使得 Hive 怎样决定 reducer 个数成为一个关键问题。遗憾的是 Hive 的估计机制很弱，不指定 reducer 个数的情况下，Hive 会猜测确定一个 reducer 个数，基于以下两个设定：

1、hive.exec.reducers.bytes.per.reducer（默认为 256000000）

2、hive.exec.reducers.max（默认为 1009）

3、mapreduce.job.reduces=-1（设置一个常量 reducetask 数量）

计算 reducer 数的公式很简单： N=min(参数 2，总输入数据量/参数 1) 通常情况下，有必要手动指定 reducer 个数。考虑到 map 阶段的输出数据量通常会比输入有 大幅减少，因此即使不设定 reducer 个数，重设参数 2 还是必要的。

依据 Hadoop 的经验，可以将参数 2 设定为 0.95*(集群中 datanode 个数)。 

5、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。

当然，得是在系统资源比较空闲的时候才有优势，否则，没资源，并行也起不来。

6、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向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 。开启严格模式需要修改hive.mapred.mode值为strict，开启严格模式可以禁止3种类型的查询。

1）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。换句话说，就是用户不允许扫描所有分区。进行这个限制的原因是，通常分区表都拥有非常大的数据集，而且数据增加迅速。没有进行分区限制的查询可能会消耗令人不可接受的巨大资源来处理这个表。

2）对于使用了order by语句的查询，要求必须使用limit语句。因为order by为了执行排序过程会将所有的结果数据分发到同一个Reducer中进行处理，强制要求用户增加这个LIMIT语句可以防止Reducer额外执行很长一段时间。

3）限制笛卡尔积的查询。对关系型数据库非常了解的用户可能期望在执行JOIN查询的时候不使用ON语句而是使用where语句，这样关系数据库的执行优化器就可以高效地将WHERE语句转化成那个ON语句。不幸的是，Hive并不会执行这种优化，因此，如果表足够大，那么这个查询就会出现不可控的情况。

7、JVM重用

JVM重用是Hadoop调优参数的内容，其对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。

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，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。

8、推测执行

在分布式集群环境下，因为程序Bug（包括Hadoop本身的bug），负载不均衡或者资源分布不均等原因，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50%，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

不过hive本身也提供了配置项来控制reduce-side的推测执行：

关于调优这些推测执行变量，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大。

9、执行计划（Explain）