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大数据Hadoop插件:Hive

来源:联立众合  2017-09-19 15:25:08    评论:0点击:

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数据库表,并提供完整的sql查询功能,可以将sql语句转换为MapReduce任务进行运行。其优点是学习成本低,可以通过类SQL语句快速实现简单的MapReduce统计,不必开发专门的MapReduce应用,十分适合数据仓库的统计分析。 
  Hive是建立在 Hadoop 上的数据仓库基础构架。它提供了一系列的工具,可以用来进行数据提取转化加载(ETL),这是一种可以存储、查询和分析存储在 Hadoop 中的大规模数据的机制。Hive 定义了简单的类 SQL 查询语言,称为 HQL,它允许熟悉 SQL 的用户查询数据。同时,这个语言也允许熟悉 MapReduce 开发者的开发自定义的 mapper 和 reducer 来处理内建的 mapper 和 reducer 无法完成的复杂的分析工作。 

Hive 和数据库的比较 

查询语言。由于 SQL 被广泛的应用在数据仓库中,因此,专门针对 Hive 的特性设计了类 SQL 的查询语言 HQL。熟悉 SQL 开发的开发者可以很方便的使用 Hive 进行开发。 
  数据存储位置。Hive 是建立在 Hadoop 之上的,所有 Hive 的数据都是存储在 HDFS 中的。而数据库则可以将数据保存在块设备或者本地文件系统中。 
  数据格式。Hive 中没有定义专门的数据格式,数据格式可以由用户指定,用户定义数据格式需要指定三个属性:列分隔符(通常为空格、”\t”、”\x001″)、行分隔符(”\n”)以及读取文件数据的方法(Hive 中默认有三个文件格式 TextFile,SequenceFile 以及 RCFile)。由于在加载数据的过程中,不需要从用户数据格式到 Hive 定义的数据格式的转换,因此,Hive 在加载的过程中不会对数据本身进行任何修改,而只是将数据内容复制或者移动到相应的 HDFS 目录中。而在数据库中,不同的数据库有不同的存储引擎,定义了自己的数据格式。所有数据都会按照一定的组织存储,因此,数据库加载数据的过程会比较耗时。 
  数据更新。由于 Hive 是针对数据仓库应用设计的,而数据仓库的内容是读多写少的。因此,Hive 中不支持对数据的改写和添加,所有的数据都是在加载的时候中确定好的。而数据库中的数据通常是需要经常进行修改的,因此可以使用INSERT INTO …  VALUES 添加数据,使用 UPDATE … SET 修改数据。 
  索引。之前已经说过,Hive 在加载数据的过程中不会对数据进行任何处理,甚至不会对数据进行扫描,因此也没有对数据中的某些 Key 建立索引。Hive 要访问数据中满足条件的特定值时,需要暴力扫描整个数据,因此访问延迟较高。由于 MapReduce 的引入, Hive 可以并行访问数据,因此即使没有索引,对于大数据量的访问,Hive 仍然可以体现出优势。数据库中,通常会针对一个或者几个列建立索引,因此对于少量的特定条件的数据的访问,数据库可以有很高的效率,较低的延迟。由于数据的访问延迟较高,决定了 Hive 不适合在线数据查询。 
  执行。Hive 中大多数查询的执行是通过 Hadoop 提供的 MapReduce 来实现的(类似 select * from tbl 的查询不需要 MapReduce)。而数据库通常有自己的执行引擎。 
  执行延迟。之前提到,Hive 在查询数据的时候,由于没有索引,需要扫描整个表,因此延迟较高。另外一个导致 Hive 执行延迟高的因素是 MapReduce 框架。由于 MapReduce 本身具有较高的延迟,因此在利用 MapReduce 执行 Hive 查询时,也会有较高的延迟。相对的,数据库的执行延迟较低。当然,这个低是有条件的,即数据规模较小,当数据规模大到超过数据库的处理能力的时候,Hive 的并行计算显然能体现出优势。 
  可扩展性。由于 Hive 是建立在 Hadoop 之上的,因此 Hive 的可扩展性是和 Hadoop 的可扩展性是一致的(世界上的 Hadoop 集群在 Yahoo!,2009年的规模在 4000 台节点左右)。而数据库由于 ACID 语义的严格限制,扩展行非常有限。目前的并行数据库 Oracle 在理论上的扩展能力也只有 100 台左右。 
  数据规模。由于 Hive 建立在集群上并可以利用 MapReduce 进行并行计算,因此可以支持很大规模的数据;对应的,数据库可以支持的数据规模较小。 

Hive的技术架构 

hadoop和mapreduce是hive架构的根基。Hive架构包括如下组件:CLI(command line interface)、JDBC/ODBC、Thrift Server、WEB GUI、metastore和Driver(Complier、Optimizer和Executor),这些组件我可以分为两大类:服务端组件和客户端组件。 
  服务端组件: 
  Driver组件:该组件包括Complier、Optimizer和Executor,它的作用是将我们写的HiveQL(类SQL)语句进行解析、编译优化,生成执行计划,然后调用底层的mapreduce计算框架。 
  Metastore组件:元数据服务组件,这个组件存储hive的元数据,hive的元数据存储在关系数据库里,hive支持的关系数据库有derby、mysql。元数据对于hive十分重要,因此hive支持把metastore服务独立出来,安装到远程的服务器集群里,从而解耦hive服务和metastore服务,保证hive运行的健壮性,这个方面的知识,我会在后面的metastore小节里做详细的讲解。 
  Thrift服务:thrift是facebook开发的一个软件框架,它用来进行可扩展且跨语言的服务的开发,hive集成了该服务,能让不同的编程语言调用hive的接口。 
  客户端组件: 
  CLI:command line interface,命令行接口。 
  Thrift客户端:hive架构的许多客户端接口是建立在thrift客户端之上,包括JDBC和ODBC接口。 
  WEB GUI:hive客户端提供了一种通过网页的方式访问hive所提供的服务。这个接口对应hive的hwi组件(hive web interface),使用前要启动hwi服务。 

Hive 的数据存储 

首先,Hive 没有专门的数据存储格式,也没有为数据建立索引,用户可以非常自由的组织 Hive 中的表,只需要在创建表的时候告诉 Hive 数据中的列分隔符和行分隔符,Hive 就可以解析数据。其次,Hive 中所有的数据都存储在 HDFS 中,Hive 中包含以下数据模型:Table,External Table,Partition,Bucket。 
  Hive 中的 Table 和数据库中的 Table 在概念上是类似的,每一个 Table 在 Hive 中都有一个相应的目录存储数据。例如,一个表 pvs,它在 HDFS 中的路径为:/wh/pvs,其中,wh 是在 hive-site.xml 中由 ${hive.metastore.warehouse.dir} 指定的数据仓库的目录,所有的 Table 数据(不包括 External Table)都保存在这个目录中。 
  Partition 对应于数据库中的 Partition 列的密集索引,但是 Hive 中 Partition 的组织方式和数据库中的很不相同。在 Hive 中,表中的一个 Partition 对应于表下的一个目录,所有的 Partition 的数据都存储在对应的目录中。例如:pvs 表中包含 ds 和 city 两个 Partition,则对应于 ds = 20090801, ctry = US 的 HDFS 子目录为:/wh/pvs/ds=20090801/ctry=US;对应于 ds = 20090801, ctry = CA 的 HDFS 子目录为;/wh/pvs/ds=20090801/ctry=CA 
  Buckets 对指定列计算 hash,根据 hash 值切分数据,目的是为了并行,每一个 Bucket 对应一个文件。将 user 列分散至 32 个 bucket,首先对 user 列的值计算 hash,对应 hash 值为 0 的 HDFS 目录为:/wh/pvs/ds=20090801/ctry=US/part-00000;hash 值为 20 的 HDFS 目录为:/wh/pvs/ds=20090801/ctry=US/part-00020 
  External Table 指向已经在 HDFS中存在的数据,可以创建 Partition。它和 Table在元数据的组织上是相同的,而实际数据的存储则有较大的差异。 
  Table 的创建过程和数据加载过程(这两个过程可以在同一个语句中完成),在加载数据的过程中,实际数据会被移动到数据仓库目录中;之后对数据对访问将会直接在数据仓库目录中完成。删除表时,表中的数据和元数据将会被同时删除。 
  External Table 只有一个过程,加载数据和创建表同时完成(CREATE EXTERNAL TABLE ……LOCATION),实际数据是存储在 LOCATION 后面指定的 HDFS 路径中,并不会移动到数据仓库目录中。

Hive 元数据存储 

Hive的metastore组件是hive元数据集中存放地。Metastore组件包括两个部分:metastore服务和后台数据的存储。后台数据存储的介质就是关系数据库,例如hive默认的嵌入式磁盘数据库derby,还有mysql数据库。Metastore服务是建立在后台数据存储介质之上,并且可以和hive服务进行交互的服务组件,默认情况下,metastore服务和hive服务是安装在一起的,运行在同一个进程当中。我也可以把metastore服务从hive服务里剥离出来,metastore独立安装在一个集群里,hive远程调用metastore服务,这样我们可以把元数据这一层放到防火墙之后,客户端访问hive服务,就可以连接到元数据这一层,从而提供了更好的管理性和安全保障。使用远程的metastore服务,可以让metastore服务和hive服务运行在不同的进程里,这样也保证了hive的稳定性,提升了hive服务的效率。 
  Hive 将元数据存储在 RDBMS 中,有三种模式可以连接到数据库: 
  Single User Mode: 此模式连接到一个 In-memory 的数据库 Derby,一般用于 Unit Test。 
  Multi User Mode:通过网络连接到一个数据库中,是很经常使用到的模式。 
  Remote Server Mode:用于非 Java 客户端访问元数据库,在服务器端启动一个 MetaStoreServer,客户端利用 Thrift 协议通过 MetaStoreServer 访问元数据库。 

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       企业使命和愿景:引领中国大数据技术发展,向客户提供优质、专业的大数据解决方案,为行业培养既懂得数据分析技术、又精通业务的大数据精英人才。

        行业荣誉:荣获“2016年度中国大数据行业政务最佳解决方案”、“2016年度中国大数据行业最佳培训机构”、“2016大数据技术领域标杆企业”等殊荣,核心管理层荣获“2016中国大数据领域杰出人物”奖。

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