hive 拉链表优化·百亿量级数据支持准实时更新

优化源于痛点(┬＿┬)

有没有痛点取决于业务场景的需求；有多痛取决于当前方案对业务的契合度

让我们从业务场景①、当前方案②切入，联立①②来推导当前痛点③吧！

话不多说，开始分析



①业务场景：

1.表的数据量很大，时间长了可能会到百亿级的数据

2.表中的部分数据需要更新

3.需要查看历史变更记录

4.更新数量很低，但更新频率可能比较高



②当前方案：

采用了hive的拉链表，讲这个的博客比较多，我只讲一讲操作。我们现在是每天指定时间执行一次拉链表的操作，更改全部走kafka，从接口读到更新后存入kafka等待明日执行更新，使用的时候从代码中根据最新时间和状态字段对数据进行过滤



③当前缺陷：

1.无法实现准实时。看似能实现准实时，但其实只能以日更新的方式跑批。因为在百亿这个数据量级下，如果使用time来分辨每条数据的最终时间，数据分析的时间成本会过于高昂，只能使用类似于20200811这样的dt（datatime）作为分区字段来寻求较快的对比，因此，只能以每天执行一次任务的形式跑批（如果数据量较小，可以实现实时，但是数据量较小的话也没必要用hive，所以...）

2.每次数据分析的时候都要对数据状态进行过滤，非常浪费算力，还会严重拉慢分析速度，分析job多的话会很头疼

3.每条数据分析都要加相关筛选，以前的sql改起来直接炸裂

ps:另一种方案是每天都从这张表里拉出一张新的干净表，这样可以规避2，3，但是会新增一个问题，就是每天都需要浪费内存和算力以及时间去维护一张新表，且依然无法实现准实时



那么问题来了，是否存在什么更合适的方案来解决这些痛点呢？

我想，是有的。

根据痛点③，反推我们的预期目标④；

根据目标④，尝试推导出优化思路⑤；

落地思路⑤，成为最终的优化方案⑥



④预期目标：

1.实现准实时，能够在接口更新数据结束后半小时内完成数据的更新

2.实现物理删除，让分析任务纵享丝滑

3.更改尽可能小，最好不要对上下层的操作有任何影响



⑤优化思路：

1.从痛点来看，不能实现准实时的主要原因是更新数据和干净数据混在一张表里，筛选步骤严重影响了计算效率。因此，我们首先要将更新数据和干净的预期数据分离成两张表

2.如果不希望影响前后过程，那么我们期望实现物理删除。全量的数据覆盖是我们无法接受的，但如果数据按照分区分区较为均匀，每个分区的数据量我们都可以接受，对若干个分区的数据做覆盖，HDFS表示：小菜一碟。因此，我们需要找出一个能让数据分布较为均匀的分区字段，一般情况下，就是dt。接着，按照分区进行覆盖，就能实现物理删除啦！



⑥优化方案：

我们先把百亿级的数据分为两种情况

1.由时间累计产生的海量数据，数据分布较为均匀

2.一次性导入大量数据，数据分布不均匀

第2种情况可以通过以hash取模的结果来强制均衡数据，或者hive分桶的思路或许也可以（这块我还不太熟练，暂且一提）。第1种情况是我们的理想数据，可以直接按照dt来分区。下面，我按照第1种情况来分析，用同样的方法略微更换分区方法就可以解决第2种情况。

test：原表，存储海量数据，数据按照分区字段dt相对均匀的分布

zipper：增量表，保存所有来自接口的更新信息，字段对比原表增加一个statu，0代表新增，1代表删除。如果没有modify_time，增加这个字段，如果有，直接用

①创建临时表delete，start_time为kafka开始接入数据的时间，modify_time为写入增量表的时间，开始执行时间为kafka停止接入数据后的n分钟（根据实际需求自行设置），以防数据频繁接入触发程序一直执行

with delete as (
select id from zipper where modify_time>=start_time and statu=1
)

②从delete表获取原表对应的dt分区，hive本身不支持直接in，但是可以用left semi join来代替，这个写法的性能优于直接join

delete_dt as (
select dt from 
test left semi join delete
on test.id=delete.id
)

③从dt分区搜索出所有不需要删除的数据，覆盖写入原表对应分区，实现物理删除。hive本身不支持直接not in，但是可以用where not exists来替代该逻辑。此处如果有人有更高效的方法，还请告知，我想进一步优化但是没能成功

dt_data as (
select * from test left semi join delete_dt
on test.dt=delete_dt.dt
)
insert overwrite test
select 原表字段们 from dt_data
where not exists (select id from delete where delete.id = dt_data.id)

④上面已经处理完删除数据，接下来从zipper获取新增数据，并插入原表对应分区

insert into test 
select 原表字段们
from zipper where time>=start_time and statu=0;

最终代码

with delete as (
select id from zipper where statu=1
),
delete_dt as (
select dt from 
test left semi join delete
on test.id=delete.id
),
dt_data as (
select * from test left semi join delete_dt
on test.dt=delete_dt.dt
)
select * from dt_data
where not exists (select id from delete where delete.id = dt_data.id);     

以上就是我的优化方案，所有sql均在spark.sql中执行，优点如下：

1.分析任务不受任何影响

2.每次执行覆盖的数据少，执行快，可以结合kafka实现准实时更新；

3.需要更新的数据量不大，存储所有变更记录的zipper表不会有太多数据，查询变更记录方便，原表也一直是干净的，不需要做后续维护；

4.具备强一致性，通过java统一调度，规避了凌晨跑完该任务后，白天遇到更新要求，ES、Arango实时更新后，执行分析任务时再次写入ES、Arango，导致数据不一致的情况

5.全程最多为原表新增一个分区字段，完全不影响业务上下游



以上就是本次优化从思考到实现的全过程啦，希望大家喜欢(≧▽≦)