【Hive】（十五）Hive 数据倾斜与调优

一、什么是数据倾斜？

由于数据分布不均匀，造成数据大量的集中到一点，造成数据热点。

二、Hadoop 框架的特性

A、不怕数据大，怕数据倾斜

B、Jobs 数比较多的作业运行效率相对比较低，如子查询比较多

C、 sum、count、max、min 等聚集函数，通常不会有数据倾斜问题

三、主要表现

任务进度长时间维持在 99%或者 100%的附近，查看任务监控页面，发现只有少量 reduce 子任务未完成，因为其处理的数据量和其他的 reduce 差异过大。 单一 reduce 处理的记录数和平均记录数相差太大，通常达到好几倍之多，最长时间远大 于平均时长。

四、容易数据倾斜情况

　　
A、group by 不和聚集函数搭配使用的时候

B、count(distinct)，在数据量大的情况下，容易数据倾斜，因为 count(distinct)是按 group by 字段分组，按 distinct 字段排序

C、小表关联超大表 join

五 、产生数据倾斜的原因

A：key 分布不均匀

B：业务数据本身的特性

C：建表考虑不周全

D：某些 HQL 语句本身就存在数据倾斜

六、业务场景

1、空值产生的数据倾斜

（1）场景说明

在日志中，常会有信息丢失的问题，比如日志中的 user_id，如果取其中的 user_id 和用户表中的 user_id 相关联，就会碰到数据倾斜的问题。

（2）解决方案

解决方案 1：user_id 为空的不参与关联

select * from log a join user b on a.user_id is not null and a.user_id = b.user_id
union all
select * from log c where c.user_id is null;

解决方案 2：赋予空值新的 key 值

select * from log a left outer join user b on
case when a.user_id is null then concat('hive',rand()) else a.user_id end = b.user_id

（3）总结

方法 2 比方法 1 效率更好，不但 IO 少了，而且作业数也少了，方案 1 中，log 表 读了两次，jobs 肯定是 2，而方案 2 是 1。这个优化适合无效 id（比如-99，’’，null）产 生的数据倾斜，把空值的 key 变成一个字符串加上一个随机数，就能把造成数据倾斜的 数据分到不同的 reduce 上解决数据倾斜的问题。

改变之处：使本身为 null 的所有记录不会拥挤在同一个 reduceTask 了，会由于有替代的 随机字符串值，而分散到了多个 reduceTask 中了，由于 null 值关联不上，处理后并不影响最终结果。

2、不同数据类型关联产生数据倾斜

（1）场景说明

用户表中 user_id 字段为 int，log 表中 user_id 为既有 string 也有 int 的类型， 当按照两个表的 user_id 进行 join 操作的时候，默认的 hash 操作会按照 int 类型的 id 进 行分配，这样就会导致所有的 string 类型的 id 就被分到同一个 reducer 当中。

（2）解决方案

把数字类型 id 转换成 string 类型的 id

select * from user a left outer join log b on b.user_id = cast(a.user_id as string)

3、大小表关联查询产生数据倾斜

注意：使用map join解决小表关联大表造成的数据倾斜问题。这个方法使用的频率很高。

map join 概念：将其中做连接的小表（全量数据）分发到所有 MapTask 端进行 Join，从而避免了 ReduceTask，前提要求是内存足以装下该全量数据。

以大表 a 和小表 b 为例，所有的 maptask 节点都装载小表 b 的所有数据，然后大表 a 的 一个数据块数据比如说是 a1 去跟 b 全量数据做链接，就省去了 reduce 做汇总的过程。 所以相对来说，在内存允许的条件下使用 map join 比直接使用 MapReduce 效率还高些， 当然这只限于做 join 查询的时候。

在 hive 中，直接提供了能够在 HQL 语句指定该次查询使用 map join，map join 的用法是 在查询/子查询的SELECT关键字后面添加/*+ MAPJOIN(tablelist) */提示优化器转化为map join（早期的 Hive 版本的优化器是不能自动优化 map join 的）。其中 tablelist 可以是一个 表，或以逗号连接的表的列表。tablelist 中的表将会读入内存，通常应该是将小表写在 这里。

MapJoin 具体用法：

select /* +mapjoin(a) */ a.id aid, name, age from a join b on a.id = b.id;
select /* +mapjoin(movies) */ a.title, b.rating from movies a join ratings b on a.movieid =
b.movieid;

在 hive0.11 版本以后会自动开启 map join 优化，由两个参数控制：

set hive.auto.convert.join=true; //设置 MapJoin 优化自动开启
set hive.mapjoin.smalltable.filesize=25000000 //设置小表不超过多大时开启 mapjoin 优化

如果是大大表关联呢？那就大事化小，小事化了。把大表切分成小表，然后分别 map join。

那么如果小表不大不小，那该如何处理呢？？？

使用 map join 解决小表(记录数少)关联大表的数据倾斜问题，这个方法使用的频率非常高，但如果小表很大，大到 map join 会出现 bug 或异常，这时就需要特别的处理

举一例：日志表和用户表做链接

select * from log a left outer join users b on a.user_id = b.user_id;

users 表有 600w+的记录，把 users 分发到所有的 map 上也是个不小的开销，而且 map join 不支持这么大的小表。如果用普通的 join，又会碰到数据倾斜的问题。

改进方案：

select /*+mapjoin(x)*/* from log a
left outer join (
 select /*+mapjoin(c)*/ d.*
 from ( select distinct user_id from log ) c join users d on c.user_id = d.user_id
) x
on a.user_id = x.user_id;

假如，log 里 user_id 有上百万个，这就又回到原来 map join 问题。所幸，每日的会员 uv 不会太多，有交易的会员不会太多，有点击的会员不会太多，有佣金的会员不会太多等等。所以这个方法能解决很多场景下的数据倾斜问题。