大數據時代的技術hive:hive的數據類型和數據模型


  在上篇文章里,我列舉了一個簡單的hive操作實例,創建了一張表test,並且向這張表加載了數據,這些操作和關系數據庫操作類似,我們常把hive和關系數據庫進行比較,也正是因為hive很多知識點和關系數據庫類似。

  關系數據庫里有表(table),分區,hive里也有這些東西,這些東西在hive技術里稱為hive的數據模型。今天本文介紹hive的數據類型,數據模型以及文件存儲格式。這些知識大家可以類比關系數據庫的相關知識。

  首先我要講講hive的數據類型。

  Hive支持兩種數據類型,一類叫原子數據類型,一類叫復雜數據類型。

  原子數據類型包括數值型、布爾型和字符串類型,具體如下表所示:

基本數據類型

類型

描述

示例

TINYINT

1個字節(8位)有符號整數

1

SMALLINT

2字節(16位)有符號整數

1

INT

4字節(32位)有符號整數

1

BIGINT

8字節(64位)有符號整數

1

FLOAT

4字節(32位)單精度浮點數

1.0

DOUBLE

8字節(64位)雙精度浮點數

1.0

BOOLEAN

true/false

true

STRING

字符串

‘xia’,”xia”

 

  由上表我們看到hive不支持日期類型,在hive里日期都是用字符串來表示的,而常用的日期格式轉化操作則是通過自定義函數進行操作。

  hive是用java開發的,hive里的基本數據類型和java的基本數據類型也是一一對應的,除了string類型。有符號的整數類型:TINYINT、SMALLINT、INT和BIGINT分別等價於java的byte、short、int和long原子類型,它們分別為1字節、2字節、4字節和8字節有符號整數。Hive的浮點數據類型FLOAT和DOUBLE,對應於java的基本類型float和double類型。而hive的BOOLEAN類型相當於java的基本數據類型boolean。

  對於hive的String類型相當於數據庫的varchar類型,該類型是一個可變的字符串,不過它不能聲明其中最多能存儲多少個字符,理論上它可以存儲2GB的字符數。

  Hive支持基本類型的轉換,低字節的基本類型可以轉化為高字節的類型,例如TINYINT、SMALLINT、INT可以轉化為FLOAT,而所有的整數類型、FLOAT以及STRING類型可以轉化為DOUBLE類型,這些轉化可以從java語言的類型轉化考慮,因為hive就是用java編寫的。當然也支持高字節類型轉化為低字節類型,這就需要使用hive的自定義函數CAST了。

  復雜數據類型包括數組(ARRAY)、映射(MAP)和結構體(STRUCT),具體如下表所示:

復雜數據類型

類型

描述

示例

ARRAY

一組有序字段。字段的類型必須相同

Array(1,2)

MAP

一組無序的鍵/值對。鍵的類型必須是原子的,值可以是任何類型,同一個映射的鍵的類型必須相同,值得類型也必須相同

Map(‘a’,1,’b’,2)

STRUCT

一組命名的字段。字段類型可以不同

Struct(‘a’,1,1,0)

 

下面我們看看hive使用復雜數據類型的實例,建表:

Create table complex(col1 ARRAY<INT>,
Col2 MAP<STRING,INT>,
Col3 STRUCT<a:STRING,b :INT,c:DOUBLE>);

  

查詢語句:

Select col1[0],col2[‘b’],col3.c from complex;

  

  接下來我們來看看hive的數據模型,hive的數據模型包括:database、table、partition和bucket。下面我將一一論述這四種數據模型。

1.Database:相當於關系數據庫里的命名空間(namespace),它的作用是將用戶和數據庫的應用隔離到不同的數據庫或模式中,該模型在hive 0.6.0之后的版本支持,hive提供了create database dbname、use dbname以及drop database dbname這樣的語句。

2.表(table):hive的表邏輯上由存儲的數據和描述表格中的數據形式的相關元數據組成。表存儲的數據存放在分布式文件系統里,例如HDFS,元數據存儲在關系數據庫里,當我們創建一張hive的表,還沒有為表加載數據的時候,該表在分布式文件系統,例如hdfs上就是一個文件夾(文件目錄)。Hive里的表友兩種類型一種叫托管表,這種表的數據文件存儲在hive的數據倉庫里,一種叫外部表,這種表的數據文件可以存放在hive數據倉庫外部的分布式文件系統上,也可以放到hive數據倉庫里(注意:hive的數據倉庫也就是hdfs上的一個目錄,這個目錄是hive數據文件存儲的默認路徑,它可以在hive的配置文件里進行配置,最終也會存放到元數據庫里)。

下面是創建托管表的實例語句:

 

Create table tuoguan_tbl (flied string);
Load data local inpath ‘home/hadoop/test.txt’ into table tuoguan_tbl;

  

外部表創建的實例:

Create external table external_tbl (flied string)
	Location  ‘/home/hadoop/external_table’;
Load data local inpath ‘home/hadoop/test.txt’ into table external_tbl;

  

  大家看到了創建外部表時候table之前要加關鍵字external,同時還要用location命令指定文件存儲的路徑,如果不使用locaction數據文件也會放置到hive的數據倉庫里。

  這兩種表在使用的區別主drop命令上,drop是hive刪除表的命令,托管表執行drop命令的時候,會刪除元數據和存儲的數據,而外部表執行drop命令時候只刪除元數據庫里的數據,而不會刪除存儲的數據。另外我還要談談表的load命令,hive加載數據時候不會對元數據進行任何檢查,只是簡單的移動文件的位置,如果源文件格式不正確,也只有在做查詢操作時候才能發現,那個時候錯誤格式的字段會以NULL來顯示。

 3.分區(partition):hive里分區的概念是根據“分區列”的值對表的數據進行粗略划分的機制,在hive存儲上就體現在表的主目錄(hive的表實際顯示就是一個文件夾)下的一個子目錄,這個文件夾的名字就是我們定義的分區列的名字,沒有實際操作經驗的人可能會認為分區列是表的某個字段,其實不是這樣,分區列不是表里的某個字段,而是獨立的列,我們根據這個列存儲表的里的數據文件。使用分區是為了加快數據分區的查詢速度而設計的,我們在查詢某個具體分區列里的數據時候沒必要進行全表掃描。下面我就舉一個分區使用的實例:

創建分區:

Create table logs(ts bigint,line string)
Partitioned by (dt string,country string);

  

 

加載數據:

Local data local inpath ‘/home/hadoop/par/file01.txt’ into table logs partition (dt=’2012-06-02’,country=’cn’);

  

 

在hive數據倉庫里實際存儲的路徑如下所示:

/user/hive/warehouse/logs/dt=2013-06-02/country=cn/file1.txt
/user/hive/warehouse/logs/dt=2013-06-02/country=cn/file2.txt
/user/hive/warehouse/logs/dt=2013-06-02/country=us/file3.txt
/user/hive/warehouse/logs/dt=2013-06-02/country=us/file4.txt

  

 

我們看到在表logs的目錄下有了兩層子目錄dt=2013-06-02和country=cn

查詢操作:

Select ts,dt,line  from logs where country=’cn’,

  

這個時候我們的查詢操作只會掃描file1.txt和file2.txt文件。

4.桶(bucket):上面的table和partition都是目錄級別的拆分數據,bucket則是對數據源數據文件本身來拆分數據。使用桶的表會將源數據文件按一定規律拆分成多個文件,要使用bucket,我們首先要打開hive對桶的控制,命令如下:

set hive.enforce.bucketing = true

  

下面這段文字是我引用博客園里風生水起的博文:

示例:
建臨時表student_tmp,並導入數據:
hive> desc student_tmp;         
OK
id      int
age     int
name    string
stat_date       string
Time taken: 0.106 seconds
hive> select * from student_tmp;
OK
1       20      zxm     20120801
2       21      ljz     20120801
3       19      cds     20120801
4       18      mac     20120801
5       22      android 20120801
6       23      symbian 20120801
7       25      wp      20120801
Time taken: 0.123 seconds

建student表:
hive>create table student(id INT, age INT, name STRING)
       >partitioned by(stat_date STRING) 
       >clustered by(id) sorted by(age) into 2 bucket
       >row format delimited fields terminated by ',';

設置環境變量:
       >set hive.enforce.bucketing = true; 

插入數據:

       >from student_tmp 
       >insert overwrite table student partition(stat_date="20120802") 
       >select id,age,name where stat_date="20120801" sort by age;

查看文件目錄:
$ hadoop fs -ls /user/hive/warehouse/studentstat_date=20120802/
Found 2 items
-rw-r--r--   1 work supergroup         31 2012-07-31 19:52 /user/hive/warehouse/student/stat_date=20120802/000000_0
-rw-r--r--   1 work supergroup         39 2012-07-31 19:52 /user/hive/warehouse/student/stat_date=20120802/000001_0

  

  物理上,每個桶就是表(或分區)目錄里的一個文件,桶文件是按指定字段值進行hash,然后除以桶的個數例如上面例子2,最后去結果余數,因為整數的hash值就是整數本身,上面例子里,字段hash后的值還是字段本身,所以2的余數只有兩個0和1,所以我們看到產生文件的后綴是*0_0和*1_0,文件里存儲對應計算出來的元數據。

  Hive的桶,我個人認為沒有特別的場景或者是特別的查詢,我們可以沒有必要使用,也就是不用開啟hive的桶的配置。因為桶運用的場景有限,一個是做map連接的運算,我在后面的文章里會講到,一個就是取樣操作了,下面還是引用風生水起博文里的例子:

查看sampling數據:
hive> select * from student tablesample(bucket 1 out of 2 on id);                                                                               
Total MapReduce jobs = 1
Launching Job 1 out of 1
.......
OK
4       18      mac     20120802
2       21      ljz     20120802
6       23      symbian 20120802
Time taken: 20.608 seconds

tablesample是抽樣語句,語法:TABLESAMPLE(BUCKET x OUT OF y)
y必須是table總bucket數的倍數或者因子。hive根據y的大小,決定抽樣的比例。例如,table總共分了64份,當y=32時,抽取 (64/32=)2個bucket的數據,當y=128時,抽取(64/128=)1/2個bucket的數據。x表示從哪個bucket開始抽取。例 如,table總bucket數為32,tablesample(bucket 3 out of 16),表示總共抽取(32/16=)2個bucket的數據,分別為第3個bucket和第(3+16=)19個bucket的數據。

  

  好了,今天就寫到這里了,明天要上班不能在加班寫文章了。這篇博文的內容並沒有寫完(hive存儲格式沒有寫),因為這個章節的知識非常重要是理解hive的關鍵,所以要講的細點,明天我爭取寫完hive存儲格式的文章,后天也就是本周二,我將為我們技術部門介紹hive的相關技術,寫博文算是我的預演了。

  最后我要講一下自己對大數據技術的看法,我覺得大數據技術是一個跨時代的技術,是互聯網技術的未來,也是雲計算的未來,它的深入發展不僅僅是數據處理上,也會改變整個互聯網技術的生態鏈,包括我們使用的技術和開發語言,很慶幸親身經歷着整個偉大時代的變革,我也要展開雙臂迎接這個大時代的到來。


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