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你对hive的存储格式知多少? hive的存储过程简述

btikc 2024-10-12 10:57:27 技术文章 9 ℃ 0 评论

在hive中,较常见的文件存储格式有:ORC、Parquet、TextFile、SequenceFile、RcFile、AVRO。默认的文件存储格式是TextFile,在建表时若不指定默认为这个格式,那么导入数据时会直接把数据文件拷贝到hdfs上不进行处理。除TestFile外的其他格式的表不能直接从本地文件导入数据,数据要先导入到TestFile格式的表中,然后再从表中用insert导入到其他格式的表中。

ORC格式

文件结构:

首先做一些名词注释:

ORC文件:保存在文件系统上的普通二进制文件,一个ORC文件中包含多个stripe,每个stripe包含多条记录,这些记录按照列进行独立存储。

文件级元数据:包括文件的描述信息postscript、文件meta信息(包括整个文件的统计信息)、所有的stripe的信息和schema信息。

Stripe:一组行形成一个stripe,每次读取文件是以行组为单位的,一般为hdfs的块大小,保存了每一列的索引和数据。

Stripe元数据:保存stripe的位置、每个列在该stripe的统计信息以及所有的stream类型和位置。

Row group:索引的最小单位,一个stripe中包含多个row group,默认为10000个值组成。

Stream:一个stream表示文件中的一段有效的数据,包括索引和数据。索引stream保存每一个row group的位置和统计信息,数据stream包括多种类型的数据,具体情况由该列类型和编码方式决定。

在ORC文件中保存了三个层级的统计信息,分别为文件级别、stripe级别和row group级别,他们可以根据下发的搜索参数判断是否可以跳过某些数据。在这些统计信息中包含成员数和是否有null值,且对不同类型的数据设置了特定统计信息。

ORC的文件结构如下:

文件级别:

在ORC文件的末尾记录了文件级别的统计信息,包括整个文件的列统计信息。这些信息主要是用于查询的优化,也可以为一些简单的聚合查询如max、min、sum输出结果。

Stripe级别:

保留行级别的统计信息,用于判断该Stripe中的记录是否符合where中的条件,是否需要被读取。

Row group级别:

进一步避免读取不必要的数据,在逻辑上将一个column的index分割成多个index组(默认为10000,可配置)。以这些index记录为一个组,对数据进行统计。在查询时可根据组级别的统计信息过滤掉不必要的数据。

优势:具有很高的压缩比,且可切分;由于压缩比高,在查询时输入的数据量小,使用的task减少,所以提升了数据查询速度和处理性能;每个task只输出单个文件,减少了namenode的负载压力;在ORC文件中会对每一个字段建立一个轻量级的索引,如:row group index、bloom filter index等,可以用于where条件过滤;可使用load命令加载,但加载后select * from xx;无法读取数据;查询速度比rcfile快;支持复杂的数据类型;

劣势:无法可视化展示数据;读写时需要消耗额外的CPU资源用于压缩和解压缩,但消耗较少;对schema演化支持较差;

可通过命令查看ORC文件系统信息:

./hive –orcfiledump -j -p hdfs://cdh5/hivedata/warehouse2/lxw1234_orc2/000000_0

hive支持update、delete等操作需要开启事务

如果要支持update、需要存储orc,要设置位支持事务 必须分区分桶 CLUSTERED BY (SERIALNO) --根据某个字段分桶 INTO 7 BUCKETS --分为多少个桶 ROW FORMAT DELIMITED FIELDS TERMINATED BY ',' LINES TERMINATED BY '\n' STORED AS ORC,并且不能有sort by字段。

create table test_trancaction
(user_id Int,name String)
clustered by (user_id) into 3 buckets
stored as orc TBLPROPERTIES ('transactional'='true');

指定stored as ORC,文件存储方式为二进制文件。ORC文件格式从hive0.11版本后提供,是RcFile格式的优化版,主要在压缩编码,查询性能方面做了优化。ORC具备一些高级特性,如:update操作,支持ACID,支持struct、array复杂类型。Hive1.x版本后支持事务和update操作,就是基于ORC实现的(目前其他存储格式暂不支持)。

存储方式:按行组分割整个表,行组内进行列式存储。

需在建表是hive.support.concurrency = true  
hive.enforce.bucketing = true  
hive.exec.dynamic.partition.mode = nonstrict  
hive.txn.manager = org.apache.hadoop.hive.ql.lockmgr.DbTxnManager  
hive.compactor.initiator.on = true  
hive.compactor.worker.threads = 1
hive.enforce.bucketing = true  
hive.exec.dynamic.partition.mode = nonstrict  
hive.txn.manager = org.apache.hadoop.hive.ql.lockmgr.DbTxnManager  
hive.compactor.initiator.on = true  
hive.compactor.worker.threads = 1

Parquet格式

需在建表是指定stored as PARQUET,文件存储方式为二进制文件。Parquet基于dremel的数据模型和算法实现,只是一种存储格式,它与上层平台、语言无关,不需要与任何数据处理框架绑定,适配多种框架结构。

存储方式:列式存储

优势:具有高效压缩和编码,是使用时有更少的IO取出所需数据,速度比ORC快;其他方面类似于ORC;

劣势:不支持update;不支持ACID;不支持可视化展示数据

TextFile格式

在建表时无需指定,Hive的默认文件格式,文件存储方式为正常的文本格式。以TextFile文件格式存储的表,在HDFS上可直接查看到数据。

可结合Gzip、Bzip2使用(系统自动检查,执行查询时自动解压),但是使用这种方式,hive不会对数据进行切分,无法对数据进行并行操作。

存储方式:行存储

优势:可使用任意的分割符进行分割;在hdfs上可查可标记;加载速度较快;

劣势:不会对数据进行压缩处理,存储空间较大、磁盘开销大、数据解析开销大。

SequenceFile格式

需在建表是指定stored as sequecefile,文件存储方式为二进制文件,以<key,value>的形式序列话到文件中。以SequenceFile文件格式存储的表,会对数据进行压缩处理,在HDFS上的数据为二进制格式,不可直接查看。

可与record、none、block(块级别压缩)配合使用,默认为record,但record的压缩率低,一般建议使用block压缩。

存储方式:行存储

优势:存储时候会对数据进行压缩处理,存储空间小;支持文件切割分片;查询速度比TestFile速度快;

劣势:无法可视化展示数据;不可以直接使用load命令对数据进行加载;自身的压缩算法占用一定的空间

RcFile格式

需在建表是指定stored as rcfile,文件存储方式为二进制文件。以RcFile文件格式存储的表也会对数据进行压缩处理,在HDFS上以二进制格式存储,不可直接查看。

RCFILE是一种行列存储相结合的存储方式,该存储结构遵循的是“先水平划分,再垂直划分”的设计里面。首先,将数据按行分块形成行组,这样可以使同一行的数据在一个节点上。然后,把行组内的数据列式存储,将列维度的数据进行压缩,并提供了一种lazy解压技术。

Rcfile在进行数据读取时会顺序处理HDFS块中的每个行组,读取行组的元数据头部和给定查询需要的列,将其加载到内存中并进行解压,直到处理下一个行组。但是,rcfile不会解压所有的加载列,解压采用lazy解压技术,只有满足where条件的列才会被解压,减少了不必要的列解压。

在rcfile中每一个行组的大小是可变的,默认行组大小为4MB。行组变大可以提升数据的压缩效率,减少并发存储量,但是在读取数据时会占用更多的内存,可能影响查询效率和其他的并发查询。用户可根据具体机器和自身需要调整行组大小。

存储方式:行列混合的存储格式,将相近的行分块后,每块按列存储。

优势:基于列存储,压缩快且效率更高,;占用的磁盘存储空间小,读取记录时涉及的block少,IO小;查询列时,读取所需列只需读取列所在块的头部定义,读取速度快(在读取全量数据时,性能与Sequence没有明显区别);

劣势:无法可视化展示数据;导入数据时耗时较长;不能直接使用load命令对数据进行加载;自身的压缩算法占用一定空间,但比SequenceFile所占空间稍小;

总结

需要查看到所存储的具体数据内容的小型查询,可以采用默认文件格式textfile。不需要查看具体数据的小型查询时可使用sequencefile文件格式。当用于大数据量的查询时,可以使用rcfile、ORC、parquet,一般情况下推荐使用ORC,若字段数较多,不涉及到更新且取部分列查询场景多的情况下建议使用parquet

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