第8章 基于Hadoop的数据仓库-Hive

(本章教材上没有)

8.1 概述

8.1.1 数据仓库概念

概念
数据仓库是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据结合,用于支持管理决策。
典型的体系结构
包含四个层次:数据源、数据存储和管理、分析和挖掘引擎、应用。分别阐述如下。
1)数据源:企业各个环节中所产生的所有数据。
2)数据存储和管理:① ETL过程,即数据的抽取、转换、加载、存储等;② 数仓的监视、运行、维护工具等
3)分析与挖掘:与传统数据库相比两个特点:① 很多数据都是一经写入不再更改,② 数仓保留了几乎全部的历史数据。基于上述数据可以进行各种统计、机器学习等
4)应用:报表、查询工具、分析工具等

8.1.2 传统数仓面临的挑战

传统数仓都是基于关系型数据库构建,有以下老生常谈的缺点:
1)无法满足海量数据的存储需求
2)无法处理不同类型的数据
3)计算和处理能力不足,扩展性差

8.1.3 Hive简介

1)构建于Hadoop顶层的数仓工具,支持大规模数据的存储、分析,具有良好的扩展性
2)但hive本身只是提供用户编程接口,存储依赖为HDFS,处理依赖于MapReduce
3)提供了类SQL语句,称之为HiveQL,学习门槛低
4)采用批处理方式
5)提供了一系列ETL工具,可满足数仓各种业务场景

8.1.4 Hive和Hadoop生态系统中其它组件的关系

1)如前文所描述:依赖于HDFS进行存储,依赖于MR进行处理
2)Pig则是与Hive些许类似的产品,但Pig更适合于轻量级、实时交互式分析,主战场是ETL环节。而hive的战场是后续的分析工作。当然Pig和Hive都可以完成ETL工作。
3)HBase提供数据的实时访问、随机读写,适用于实时交互式查询。

8.1.5 Hive与传统数据库对比

1)hive只支持批量导入,而传统数据库可支持单条和批量
2)hive不支持数据更新
3)都支持索引
4)都支持分区
5)传统数据库秒级响应,hive最快也得分钟级响应
6)hive强扩展性

8.1.6 hive在企业中的应用

0)HDFS和MR是核心组件没得说,其它产品都是基于这两个核心组件
1)hive和pig应用于报表生成等组件
2)HBase应用于在线业务
3)Mahout应用于商务智能,其实现了很多机器学习算法
注:Hive是facebook开发的

8.2 Hive系统架构

三个核心模块:用户接口模块、驱动模块、元数据存储模块。分别加以阐述。


Hive系统架构

1)用户接口模块包括:
CLI - 命令行接口,
HWI - Web访问,
JDBC、ODBC、Thrift Server - 通过这些接口实现RPC访问
2)驱动模块(driver),包括编译器、优化器、执行器,负责把HiveSQL语句转换为一系列的MapReduce作业
3)元数据存储模块(Metastore):用于存储元数据(有那些表,表有哪些列,列叫啥名)。这个模块用的其实是一个独立的关系型数据库。
在架构图上可以看出,还有Karamasphere、Hue、Qubole等访问工具,其中HUE应用应该较多

8.3 Hive工作原理

8.3.1 把SQL语句转换为MR作业的基本原理 略
8.3.2 把SQL语句转换为MR作业的过程 略

8.4 Hive HA基本原理

是一个提高稳定性的工具,具体略

8.5 Impala

8.5.1 Impala简介

由Cloudera公司开发,与Hive类似,但在性能上比Hive高出3~30倍,依赖于Hive的元数据,提供SQL语句,可查询存储在HDFS和HBase上的PB级数据。
与Hive不同的是,其查询时底层用的是类似商用并行关系型数据库的分布式查询引擎,而不是转化成MR作业,所以快的多。

8.5.2 Impala系统架构
impala系统架构

上图所示中,虚线框是Impala组件,实线框是其它组件,可以看到Impala每个组件都是架构在某些Hadoop组件之上的。核心部分包括Impalad、State Store、CLI三个模块。
1)Impalad:协调客户端提交的查询的执行,与HDFS的数据节点运行在同一个节点上,Impalad之间可以互相分配任务,等。
2)State Store:收集各个Impalad进程的资源信息,用于查询调度。
3)CLI:命令行工具

8.5.3 Impala查询执行过程
impala查询执行过程图
8.5.4 Impala和Hive的比较

不同点
1)hive适合长时间批处理查询分析,impala适合实时交互式查询
2)hive依赖于MR,impala则不然
3)hive查询过程中内存不够则启用外存,但impala不会
相同点
1)使用相同的存储数据池,都支持HDFS和HBase
2)使用相同的元数据
3)都是SQL语句
总结
impala不能取代现有的MR,把hive和impala配合使用效果最佳,可以先使用hive进行数据转换处理,生成比较规范的数据,然后在此结果之上应用impala进行快速的数据分析。

8.6 Hive编程实践

1)创建表:create
2)查看数据库、表、视图等:show
3)向表中装载数据:load data (local inpath|hdfs path) ‘/xx/xx/xx’ overwrite/into datble tablename
4)向表中插入数据:insert overwrite/into table tablename select ...

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