数据产品经理有必要了解的Hive

       本文是Hadoop生态体系组件之Hive的学习总结性文章。因本人非技术出身,所学均来源于网络,难免有不严谨甚至错误之处,恳请大家指正。

什么是Hive?

       hive是基于Hadoop的一个数据仓库工具(不是数据仓库,也不是数据库),用来进行数据提取、转化、加载(即用于数仓的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能将结构化的数据文件映射为一张数据库表,并提供SQL查询功能,能将SQL语句转变成MapReduce任务来执行。Hive的优点是学习成本低,可以通过类似SQL语句实现快速MapReduce统计,使MapReduce变得更加简单,而不必开发专门的MapReduce应用程序。所以有了Hive,我们就可以使用HQL在数仓进行大数据的查询工作。(补充一点Hive是基于MapReduce上的,然后还有一种基于Spark上的SparkSQL。)

Hive产生的背景及其价值

       在大数据领域,有很多数据分析的场景,比如做数据报表。若使用原来的方式,则需要大数据开发人员写一个MapReduce程序,然后才能得到相应结果。但是这样的话会出现以下2个问题:
1.人员学习成本太高。(毕竟学SQL比学MapReduce更简单,而且很多人都会SQL,比如数据分析师,产品经理等)
2.开发难度大,及耗时长。
       考虑到SQL作为一种主流的数据分析语言,仍广受数据分析师欢迎,且为了让大家更高效地使用MapReduce这种计算引擎,所以在MapReduce基础上构建了更高级的SQL引擎——Hive。他提供的查询语言被称为“HQL”(Hive Query Language),该语言跟标准SQL语法极为相似,已经掌握SQL的工程师可以很容易学习HQL。

Hive架构

HIVE架构图

从上图看出hive的内部架构由四部分组成:
1、用户接口: shell/CLI, jdbc/odbc, webui Command Line Interface
       CLI,Shell 终端命令行(Command Line Interface),采用交互形式使用 Hive 命令行与 Hive 进行交互,最常用(学习,调试,生产)。
JDBC/ODBC,是 Hive 的基于 JDBC 操作提供的客户端,用户(开发员,运维人员)通过 这连接至 Hive server 服务。
Web UI,通过浏览器访问 Hive。
2、跨语言服务 : thrift server 提供了一种能力,让用户可以使用多种不同的语言来操纵hive
       Thrift 是 Facebook 开发的一个软件框架,可以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。
3、底层的Driver: 驱动器Driver,编译器Compiler,优化器Optimizer,执行器Executor
       Driver 组件完成 HQL 查询语句从词法分析,语法分析,编译,优化,以及生成逻辑执行计划的生成。生成的逻辑执行计划存储在HDFS 中,并随后由 MapReduce 调用执行。

Hive 的核心是驱动引擎, 驱动引擎由四部分组成:
(1) 解释器:解释器的作用是将 HiveSQL 语句转换为抽象语法树(AST)
(2) 编译器:编译器是将语法树编译为逻辑执行计划
(3) 优化器:优化器是对逻辑执行计划进行优化
(4) 执行器:执行器是调用底层的运行框架执行逻辑执行计划
4、元数据存储系统 MetaStore:Hive Metastore是管理和存储元信息的服务,它保存了数据库的基本信息以及数据表的定义等,为了能够可靠地保存这些元信息,HiveMetastore一般将它们持久化到关系型数据库中,默认采用了嵌入式数据库Derby,用户可根据需要启用其他数据库,比如MySQL。

元数据,通俗的讲,就是存储在 Hive 中的数据的描述信息。
Hive 中的元数据通常包括:表的名字,表的列和分区及其属性,表的属性(内部表和 外部表),表的数据所在目录。
Metastore 默认存在自带的 Derby 数据库中。缺点就是不适合多用户操作,并且数据存储目录不固定。数据库跟着 Hive 走,极度不方便管理。
解决方案:通常存我们自己创建的 MySQL 库(本地 或 远程)
Hive 和 MySQL 之间通过 MetaStore 服务交互。

HQL执行流程

       用户通过命令行或者客户端提交HQL,经过 Compiler 编译器,运用 MetaStore 中的元数据进行类型检测和语法分析,生成一个逻辑方案(Logical Plan),然后通过的优化处理,产生一个MapReduce 任务。
举个例子:
第一步:输入一条HQL查询语句(select * from tab)
第二步:解析器对这条HQL语句进行语法分析。
第三步:编译器对这条HQL语句生成HQL的执行计划。
第四步:优化器生成最佳的HQL的执行计划。
第五步:执行这条最佳HQL语句。

Hive的数据组织

1、Hive 的存储结构包括数据库、表、视图、分区和表数据等。数据库,表,分区等等都对 应 HDFS 上的一个目录。表数据对应 HDFS 对应目录下的文件。

2、Hive 中所有的数据都存储在 HDFS 中,没有专门的数据存储格式,因为 Hive 是读模式 (Schema On Read),可支持 TextFile,SequenceFile,RCFile 或者自定义格式等

3、 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

Hive 的默认列分隔符:控制符 Ctrl + A,\x01 Hive 的

Hive 的默认行分隔符:换行符 \n

4、Hive 中包含以下数据模型:

database:在 HDFS 中表现为${hive.metastore.warehouse.dir}目录下一个文件夹

table:在 HDFS 中表现所属 database 目录下一个文件夹

external table:与 table 类似,不过其数据存放位置可以指定任意 HDFS 目录路径

partition:在 HDFS 中表现为 table 目录下的子目录

bucket:在 HDFS 中表现为同一个表目录或者分区目录下根据某个字段的值进行 hash 散 列之后的多个文件

view:与传统数据库类似,只读,基于基本表创建

5、Hive 的元数据存储在 RDBMS 中,除元数据外的其它所有数据都基于 HDFS 存储。默认情 况下,Hive 元数据保存在内嵌的 Derby 数据库中,只能允许一个会话连接,只适合简单的 测试。实际生产环境中不适用,为了支持多用户会话,则需要一个独立的元数据库,使用 MySQL 作为元数据库,Hive 内部对 MySQL 提供了很好的支持。

6、Hive 中的表分为内部表、外部表、分区表和 Bucket 表

内部表和外部表的区别:

删除内部表,删除表元数据和数据

删除外部表,删除元数据,不删除数据

内部表和外部表的使用选择:

大多数情况,他们的区别不明显,如果数据的所有处理都在 Hive 中进行,那么倾向于 选择内部表,但是如果 Hive 和其他工具要针对相同的数据集进行处理,外部表更合适。

使用外部表访问存储在 HDFS 上的初始数据,然后通过 Hive 转换数据并存到内部表中

使用外部表的场景是针对一个数据集有多个不同的 Schema

通过外部表和内部表的区别和使用选择的对比可以看出来,hive 其实仅仅只是对存储在 HDFS 上的数据提供了一种新的抽象。而不是管理存储在 HDFS 上的数据。所以不管创建内部 表还是外部表,都可以对 hive 表的数据存储目录中的数据进行增删操作。

**分区表和分桶表的区别: **

Hive 数据表可以根据某些字段进行分区操作,细化数据管理,可以让部分查询更快。同 时表和分区也可以进一步被划分为 Buckets,分桶表的原理和 MapReduce 编程中的 HashPartitioner 的原理类似。

分区和分桶都是细化数据管理,但是分区表是手动添加区分,由于 Hive 是读模式,所 以对添加进分区的数据不做模式校验,分桶表中的数据是按照某些分桶字段进行 hash 散列 形成的多个文件,所以数据的准确性也高很多

参考资料:https://www.cnblogs.com/qingyunzong/p/8707885.html
因此篇博客写的太好了,所以本文大部分内容是直接复制来的,感谢作者~~~!!!

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