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Hive 随谈（四）

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Hive 的官方文档中对查询语言有了很详细的描述，请参考：http://wiki.apache.org/hadoop/Hive/LanguageManual ，本文的内容大部分翻译自该页面，期间加入了一些在使用过程中需要注意到的事项。

Create Table

CREATE [EXTERNAL] TABLE [IF NOT EXISTS] table_name
  [(col_name data_type [COMMENT col_comment], ...)]
  [COMMENT table_comment]
  [PARTITIONED BY (col_name data_type
    [COMMENT col_comment], ...)]
  [CLUSTERED BY (col_name, col_name, ...)
  [SORTED BY (col_name [ASC|DESC], ...)]
  INTO num_buckets BUCKETS]
  [ROW FORMAT row_format]
  [STORED AS file_format]
  [LOCATION hdfs_path]

CREATE TABLE 创建一个指定名字的表。如果相同名字的表已经存在，则抛出异常；用户可以用 IF NOT EXIST 选项来忽略这个异常。

EXTERNAL 关键字可以让用户创建一个外部表，在建表的同时指定一个指向实际数据的路径（LOCATION），Hive 创建内部表时，会将数据移动到数据仓库指向的路径；若创建外部表，仅记录数据所在的路径，不对数据的位置做任何改变。在删除表的时候，内部表的元数据和数据会被一起删除，而外部表只删除元数据，不删除数据。

LIKE 允许用户复制现有的表结构，但是不复制数据。

用户在建表的时候可以自定义 SerDe 或者使用自带的 SerDe。如果没有指定 ROW FORMAT 或者 ROW FORMAT DELIMITED，将会使用自带的 SerDe。在建表的时候，用户还需要为表指定列，用户在指定表的列的同时也会指定自定义的 SerDe，Hive 通过 SerDe 确定表的具体的列的数据。

如果文件数据是纯文本，可以使用 STORED AS TEXTFILE。如果数据需要压缩，使用 STORED AS SEQUENCE 。

有分区的表可以在创建的时候使用 PARTITIONED BY 语句。一个表可以拥有一个或者多个分区，每一个分区单独存在一个目录下。而且，表和分区都可以对某个列进行 CLUSTERED BY 操作，将若干个列放入一个桶（bucket）中。也可以利用SORT BY 对数据进行排序。这样可以为特定应用提高性能。

表名和列名不区分大小写，SerDe 和属性名区分大小写。表和列的注释是字符串。

Drop Table

删除一个内部表的同时会同时删除表的元数据和数据。删除一个外部表，只删除元数据而保留数据。

Alter Table

Alter table 语句允许用户改变现有表的结构。用户可以增加列/分区，改变serde，增加表和 serde 熟悉，表本身重命名。

Add Partitions

ALTER TABLE table_name ADD
  partition_spec [ LOCATION 'location1' ]
  partition_spec [ LOCATION 'location2' ] ...

partition_spec:
  : PARTITION (partition_col = partition_col_value,
	    partition_col = partiton_col_value, ...)

用户可以用 ALTER TABLE ADD PARTITION 来向一个表中增加分区。当分区名是字符串时加引号。

  ALTER TABLE page_view ADD
    PARTITION (dt='2008-08-08', country='us')
      location '/path/to/us/part080808'
    PARTITION (dt='2008-08-09', country='us')
      location '/path/to/us/part080809';

DROP PARTITION

ALTER TABLE table_name DROP
    partition_spec, partition_spec,...

用户可以用 ALTER TABLE DROP PARTITION 来删除分区。分区的元数据和数据将被一并删除。

ALTER TABLE page_view
    DROP PARTITION (dt='2008-08-08', country='us');

RENAME TABLE

ALTER TABLE table_name RENAME TO new_table_name

这个命令可以让用户为表更名。数据所在的位置和分区名并不改变。换而言之，老的表名并未“释放”，对老表的更改会改变新表的数据。

Change Column Name/Type/Position/Comment

ALTER TABLE table_name CHANGE [COLUMN]
  col_old_name col_new_name column_type
    [COMMENT col_comment]
    [FIRST|AFTER column_name]

这个命令可以允许用户修改一个列的名称、数据类型、注释或者位置。

比如：

CREATE TABLE test_change (a int, b int, c int);

ALTER TABLE test_change CHANGE a a1 INT; 将 a 列的名字改为 a1.

ALTER TABLE test_change CHANGE a a1 STRING AFTER b; 将 a 列的名字改为 a1，a 列的数据类型改为 string，并将它放置在列 b 之后。新的表结构为： b int, a1 string, c int.

ALTER TABLE test_change CHANGE b b1 INT FIRST; 会将 b 列的名字修改为 b1, 并将它放在第一列。新表的结构为： b1 int, a string, c int.

注意：对列的改变只会修改 Hive 的元数据，而不会改变实际数据。用户应该确定保证元数据定义和实际数据结构的一致性。

Add/Replace Columns

ALTER TABLE table_name ADD|REPLACE
  COLUMNS (col_name data_type [COMMENT col_comment], ...)

ADD COLUMNS 允许用户在当前列的末尾增加新的列，但是在分区列之前。

REPLACE COLUMNS 删除以后的列，加入新的列。只有在使用 native 的 SerDE（DynamicSerDe or MetadataTypeColumnsetSerDe）的时候才可以这么做。

Alter Table Properties

ALTER TABLE table_name SET TBLPROPERTIES table_properties
table_properties:
  : (property_name = property_value, property_name = property_value, ... )

用户可以用这个命令向表中增加 metadata，目前 last_modified_user，last_modified_time 属性都是由 Hive 自动管理的。用户可以向列表中增加自己的属性。可以使用 DESCRIBE EXTENDED TABLE 来获得这些信息。

Add Serde Properties

ALTER TABLE table_name
    SET SERDE serde_class_name
    [WITH SERDEPROPERTIES serde_properties]

ALTER TABLE table_name
    SET SERDEPROPERTIES serde_properties

serde_properties:
  : (property_name = property_value,
    property_name = property_value, ... )

这个命令允许用户向 SerDe 对象增加用户定义的元数据。Hive 为了序列化和反序列化数据，将会初始化 SerDe 属性，并将属性传给表的 SerDe。如此，用户可以为自定义的 SerDe 存储属性。

Alter Table File Format and Organization

ALTER TABLE table_name SET FILEFORMAT file_format
ALTER TABLE table_name CLUSTERED BY (col_name, col_name, ...)
  [SORTED BY (col_name, ...)] INTO num_buckets BUCKETS

这个命令修改了表的物理存储属性。

Loading files into table

当数据被加载至表中时，不会对数据进行任何转换。Load 操作只是将数据复制/移动至 Hive 表对应的位置。

Syntax:

LOAD DATA [LOCAL] INPATH 'filepath' [OVERWRITE]
    INTO TABLE tablename
    [PARTITION (partcol1=val1, partcol2=val2 ...)]

Synopsis:

Load 操作只是单纯的复制/移动操作，将数据文件移动到 Hive 表对应的位置。

  • filepath 可以是：
    • 相对路径，例如：project/data1
    • 绝对路径，例如： /user/hive/project/data1
    • 包含模式的完整 URI，例如：hdfs://namenode:9000/user/hive/project/data1
  • 加载的目标可以是一个表或者分区。如果表包含分区，必须指定每一个分区的分区名。
  • filepath 可以引用一个文件（这种情况下，Hive 会将文件移动到表所对应的目录中）或者是一个目录（在这种情况下，Hive 会将目录中的所有文件移动至表所对应的目录中）。
  • 如果指定了 LOCAL，那么：
    • load 命令会去查找本地文件系统中的 filepath。如果发现是相对路径，则路径会被解释为相对于当前用户的当前路径。用户也可以为本地文件指定一个完整的 URI，比如：file:///user/hive/project/data1.
    • load 命令会将 filepath 中的文件复制到目标文件系统中。目标文件系统由表的位置属性决定。被复制的数据文件移动到表的数据对应的位置。
  • 如果没有指定 LOCAL 关键字，如果 filepath 指向的是一个完整的 URI，hive 会直接使用这个 URI。 否则：
    • 如果没有指定 schema 或者 authority，Hive 会使用在 hadoop 配置文件中定义的 schema 和 authority，fs.default.name 指定了 Namenode 的 URI。
    • 如果路径不是绝对的，Hive 相对于 /user/ 进行解释。
    • Hive 会将 filepath 中指定的文件内容移动到 table （或者 partition）所指定的路径中。
  • 如果使用了 OVERWRITE 关键字，则目标表（或者分区）中的内容（如果有）会被删除，然后再将 filepath 指向的文件/目录中的内容添加到表/分区中。
  • 如果目标表（分区）已经有一个文件，并且文件名和 filepath 中的文件名冲突，那么现有的文件会被新文件所替代。

SELECT

Syntax

SELECT [ALL | DISTINCT] select_expr, select_expr, ...
  FROM table_reference
  [WHERE where_condition]
  [GROUP BY col_list]
  [
    CLUSTER BY col_list
    | [DISTRIBUTE BY col_list]
    [SORT BY col_list]
  ]
[LIMIT number]
  • 一个SELECT语句可以是一个union查询或一个子查询的一部分。
  • table_reference是查询的输入，可以是一个普通表、一个视图、一个join或一个子查询
  • 简单查询。例如，下面这一语句从t1表中查询所有列的信息。 
SELECT * FROM t1

WHERE Clause

where condition 是一个布尔表达式。例如，下面的查询语句只返回销售记录大于 10，且归属地属于美国的销售代表。Hive 不支持在WHERE 子句中的 IN，EXIST 或子查询。

SELECT * FROM sales WHERE amount > 10 AND region = "US"

ALL and DISTINCT Clauses

使用ALL和DISTINCT选项区分对重复记录的处理。默认是ALL，表示查询所有记录。DISTINCT表示去掉重复的记录。

hive> SELECT col1, col2 FROM t1
    1 3
    1 3
    1 4
    2 5
hive> SELECT DISTINCT col1, col2 FROM t1
    1 3
    1 4
    2 5
hive> SELECT DISTINCT col1 FROM t1
    1
    2

基于Partition的查询

一般 SELECT 查询会扫描整个表（除非是为了抽样查询）。但是如果一个表使用 PARTITIONED BY 子句建表，查询就可以利用分区剪枝（input pruning）的特性，只扫描一个表中它关心的那一部分。Hive 当前的实现是，只有分区断言出现在离 FROM 子句最近的那个WHERE 子句中，才会启用分区剪枝。例如，如果 page_views 表使用 date 列分区，以下语句只会读取分区为‘2008-03-01’的数据。

 SELECT page_views.*
    FROM page_views
    WHERE page_views.date >= '2008-03-01'
      AND page_views.date <= '2008-03-31';

HAVING Clause

Hive 现在不支持 HAVING 子句。可以将 HAVING 子句转化为一个字查询，例如：

SELECT col1 FROM t1 GROUP BY col1 HAVING SUM(col2) > 10

可以用以下查询来表达：

SELECT col1 FROM (SELECT col1, SUM(col2) AS col2sum
  FROM t1 GROUP BY col1) t2
  WHERE t2.col2sum > 10

LIMIT Clause

Limit 可以限制查询的记录数。查询的结果是随机选择的。下面的查询语句从 t1 表中随机查询5条记录：

SELECT * FROM t1 LIMIT 5

Top k 查询。下面的查询语句查询销售记录最大的 5 个销售代表。

SET mapred.reduce.tasks = 1
  SELECT * FROM sales SORT BY amount DESC LIMIT 5

REGEX Column Specification

SELECT 语句可以使用正则表达式做列选择，下面的语句查询除了 ds 和 hr 之外的所有列：

SELECT `(ds|hr)?+.+` FROM sales

Join

Syntax

join_table:
    table_reference JOIN table_factor [join_condition]
  | table_reference {LEFT|RIGHT|FULL} [OUTER]
    JOIN table_reference join_condition
  | table_reference LEFT SEMI JOIN
      table_reference join_condition

table_reference:
    table_factor
  | join_table

table_factor:
    tbl_name [alias]
  | table_subquery alias
  | ( table_references )

join_condition:
    ON equality_expression ( AND equality_expression )*

equality_expression:
    expression = expression

Hive 只支持等值连接（equality joins）、外连接（outer joins）和（left semi joins???）。Hive 不支持所有非等值的连接，因为非等值连接非常难转化到 map/reduce 任务。另外，Hive 支持多于 2 个表的连接。

写 join 查询时，需要注意几个关键点：
1. 只支持等值join，例如： 

  SELECT a.* FROM a JOIN b ON (a.id = b.id)
  SELECT a.* FROM a JOIN b
    ON (a.id = b.id AND a.department = b.department)

是正确的，然而:

  SELECT a.* FROM a JOIN b ON (a.id  b.id)

是错误的。

2. 可以 join 多于 2 个表，例如

  SELECT a.val, b.val, c.val FROM a JOIN b
    ON (a.key = b.key1) JOIN c ON (c.key = b.key2)

如果join中多个表的 join key 是同一个，则 join 会被转化为单个 map/reduce 任务，例如：

  SELECT a.val, b.val, c.val FROM a JOIN b
    ON (a.key = b.key1) JOIN c
    ON (c.key = b.key1)

被转化为单个 map/reduce 任务，因为 join 中只使用了 b.key1 作为 join key。

SELECT a.val, b.val, c.val FROM a JOIN b ON (a.key = b.key1)
  JOIN c ON (c.key = b.key2)

而这一 join 被转化为 2 个 map/reduce 任务。因为 b.key1 用于第一次 join 条件，而 b.key2 用于第二次 join。

join 时，每次 map/reduce 任务的逻辑是这样的：reducer 会缓存 join 序列中除了最后一个表的所有表的记录，再通过最后一个表将结果序列化到文件系统。这一实现有助于在 reduce 端减少内存的使用量。实践中，应该把最大的那个表写在最后（否则会因为缓存浪费大量内存）。例如：

 SELECT a.val, b.val, c.val FROM a
    JOIN b ON (a.key = b.key1) JOIN c ON (c.key = b.key1)

所有表都使用同一个 join key（使用 1 次 map/reduce 任务计算）。Reduce 端会缓存 a 表和 b 表的记录，然后每次取得一个 c 表的记录就计算一次 join 结果，类似的还有：

  SELECT a.val, b.val, c.val FROM a
    JOIN b ON (a.key = b.key1) JOIN c ON (c.key = b.key2)

这里用了 2 次 map/reduce 任务。第一次缓存 a 表，用 b 表序列化；第二次缓存第一次 map/reduce 任务的结果，然后用 c 表序列化。

LEFT，RIGHT 和 FULL OUTER 关键字用于处理 join 中空记录的情况，例如：

  SELECT a.val, b.val FROM a LEFT OUTER
    JOIN b ON (a.key=b.key)

对应所有 a 表中的记录都有一条记录输出。输出的结果应该是 a.val, b.val，当 a.key=b.key 时，而当 b.key 中找不到等值的 a.key 记录时也会输出 a.val, NULL。“FROM a LEFT OUTER JOIN b”这句一定要写在同一行――意思是 a 表在 b 表的左边，所以 a 表中的所有记录都被保留了；“a RIGHT OUTER JOIN b”会保留所有 b 表的记录。OUTER JOIN 语义应该是遵循标准 SQL spec的。

Join 发生在 WHERE 子句之前。如果你想限制 join 的输出，应该在 WHERE 子句中写过滤条件――或是在 join 子句中写。这里面一个容易混淆的问题是表分区的情况：

  SELECT a.val, b.val FROM a
  LEFT OUTER JOIN b ON (a.key=b.key)
  WHERE a.ds='2009-07-07' AND b.ds='2009-07-07'

会 join a 表到 b 表（OUTER JOIN），列出 a.val 和 b.val 的记录。WHERE 从句中可以使用其他列作为过滤条件。但是，如前所述，如果 b 表中找不到对应 a 表的记录，b 表的所有列都会列出 NULL，包括 ds 列。也就是说，join 会过滤 b 表中不能找到匹配 a 表 join key 的所有记录。这样的话，LEFT OUTER 就使得查询结果与 WHERE 子句无关了。解决的办法是在 OUTER JOIN 时使用以下语法：

  SELECT a.val, b.val FROM a LEFT OUTER JOIN b
  ON (a.key=b.key AND
      b.ds='2009-07-07' AND
      a.ds='2009-07-07')

这一查询的结果是预先在 join 阶段过滤过的，所以不会存在上述问题。这一逻辑也可以应用于 RIGHT 和 FULL 类型的 join 中。

Join 是不能交换位置的。无论是 LEFT 还是 RIGHT join，都是左连接的。

  SELECT a.val1, a.val2, b.val, c.val
  FROM a
  JOIN b ON (a.key = b.key)
  LEFT OUTER JOIN c ON (a.key = c.key)

先 join a 表到 b 表，丢弃掉所有 join key 中不匹配的记录，然后用这一中间结果和 c 表做 join。这一表述有一个不太明显的问题，就是当一个 key 在 a 表和 c 表都存在，但是 b 表中不存在的时候：整个记录在第一次 join，即 a JOIN b 的时候都被丢掉了（包括a.val1，a.val2和a.key），然后我们再和 c 表 join 的时候，如果 c.key 与 a.key 或 b.key 相等，就会得到这样的结果：NULL, NULL, NULL, c.val。

LEFT SEMI JOIN 是 IN/EXISTS 子查询的一种更高效的实现。Hive 当前没有实现 IN/EXISTS 子查询，所以你可以用 LEFT SEMI JOIN 重写你的子查询语句。LEFT SEMI JOIN 的限制是， JOIN 子句中右边的表只能在 ON 子句中设置过滤条件，在 WHERE 子句、SELECT 子句或其他地方过滤都不行。

  SELECT a.key, a.value
  FROM a
  WHERE a.key in
   (SELECT b.key
    FROM B);

可以被重写为：

   SELECT a.key, a.val
   FROM a LEFT SEMI JOIN b on (a.key = b.key)

建议继续学习：

  1. 如何获取hive建表语句    (阅读：6701)
  2. Hive源码解析-之-词法分析器 parser    (阅读：5859)
  3. HIVE中UDTF编写和使用    (阅读：5285)
  4. Hive的入口 -- Hive源码解析    (阅读：4849)
  5. Hive源码解析-之-语法解析器    (阅读：4345)
  6. 用hadoop hive协同scribe log用户行为分析方案    (阅读：4153)
  7. 几个HIVE的streaming    (阅读：3423)
  8. 写好Hive 程序的五个提示    (阅读：3185)
  9. Impala与Hive的比较    (阅读：3014)
  10. Hive 随谈（一）    (阅读：2860)
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