Hive進(jìn)階—抽樣的各種玩法


抽樣

抽樣在Hive 中也是比較常用的一種手段,主要用在下面的幾個(gè)場景中

  1. 一些機(jī)器學(xué)習(xí)的場景中,數(shù)倉作為數(shù)據(jù)的提供方提供樣本數(shù)據(jù)
  2. 數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果異常或者是指標(biāo)異常,這個(gè)時(shí)候如果我們往往需要確認(rèn)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)是否本身就有異常
  3. SQL的性能有問題的時(shí)候我們也會使用抽樣的方法區(qū)查看數(shù)據(jù),然后進(jìn)行SQL調(diào)優(yōu)
  4. 在大規(guī)模數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)分析及建模任務(wù)中,往往針對全量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析時(shí)會十分耗時(shí)和占用集群資源,因此一般情況下只需要抽取一小部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析及建模操作。

隨機(jī)抽樣(rand()函數(shù))

我們一般情況下是使用排序函數(shù)和rand() 函數(shù)來完成隨機(jī)抽樣,limit關(guān)鍵字限制抽樣返回的數(shù)據(jù),不同之處再有我們使用哪個(gè)排序函數(shù)呢

利用 rand() 函數(shù)進(jìn)行抽取,這是因?yàn)?code>rand() 返回一個(gè)0到1之間double 類型的隨機(jī)值。

下面我們用到了前面我們使用過的一張表大概4603089 條記錄,這里我就不給大家準(zhǔn)備數(shù)據(jù)了,大家可以看Hive進(jìn)階之?dāng)?shù)據(jù)存儲格式來獲取測試數(shù)據(jù)

create table ods_user_bucket_log(
     id int,
     name string,
     city string,
     phone string,
     acctime string)
CLUSTERED BY (`id` ) INTO 5 BUCKETS 
row format delimited fields terminated by '\t'
stored as textfile;
insert overwrite table ods_user_bucket_log select * from ods_user_log;
SQL

order by rand()

order by只會啟用一個(gè)reduce所以比較耗時(shí),至于為什么我們在前面的文章中解釋過了Hive語法之常見排序方式

因?yàn)閛rder by 是全局的,所以可以做到隨機(jī)抽樣的目的

select * from ods_user_bucket_log order by rand() limit 10;

sort by rand()

sort by 提供了單個(gè) reducer 內(nèi)的排序功能,但不保證整體有序,這個(gè)時(shí)候其實(shí)不能做到真正的隨機(jī)的,因?yàn)榇藭r(shí)的隨機(jī)是針對分區(qū)去的,所以如果我們可以通過控制進(jìn)入每個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)也是隨機(jī)的話,那我們就可以做到隨機(jī)了

select * from ods_user_bucket_log sort by rand() limit 10;

distribute by rand() sort by rand()

rand函數(shù)前的distribute和sort關(guān)鍵字可以保證數(shù)據(jù)在mapper和reducer階段是隨機(jī)分布的,這個(gè)時(shí)候我們也能做到真正的隨機(jī),前面我們也介紹過cluster by 其實(shí)基本上是和distribute by sort by 等價(jià)的

select * from ods_user_bucket_log distribute by rand() sort by rand() limit 10;

cluster by rand()

cluster by 的功能是 distribute by 和 sort by 的功能相結(jié)合,distribute by rand() sort by rand() 進(jìn)行了兩次隨機(jī),cluster by rand() 僅一次隨機(jī),所以速度上會比上一種方法快

select * from ods_user_bucket_log cluster by rand() limit 10;

tablesample()抽樣函數(shù)

分桶抽樣(桶表抽樣)

hive中分桶其實(shí)就是根據(jù)某一個(gè)字段Hash取模,放入指定數(shù)據(jù)的桶中,比如將表table按照ID分成100個(gè)桶,其算法是hash(id) % 100,這樣,hash(id) % 100 = 0的數(shù)據(jù)被放到第一個(gè)桶中,hash(id) % 100 = 1的記錄被放到第二個(gè)桶中。

分桶抽樣語法:
TABLESAMPLE (BUCKET x OUT OF y [ON colname])

其中x是要抽樣的桶編號,桶編號從1開始,colname表示抽樣的列(也就是按照那個(gè)字段分桶),y表示桶的數(shù)量。 所以表達(dá)的意思是按照colname字段分成y桶,抽取其中的第x桶

SELECT
    *
FROM
    ods_user_bucket_log
TABLESAMPLE (BUCKET 1 OUT OF 100000 ON rand()) ;
SQL

數(shù)據(jù)塊抽樣

從 Hive 0.8 開始提供塊抽樣,使用 tablesample 抽取指定的 行數(shù)/比例/大小

SELECT * FROM ods_user_data TABLESAMPLE(1000 ROWS);
SELECT * FROM ods_user_data TABLESAMPLE (20 PERCENT); 
SELECT * FROM ods_user_data TABLESAMPLE(1M); 
SQL

按比例抽樣 ABLESAMPLE (20 PERCENT)

這將允許 Hive 至少獲取 n%的數(shù)據(jù)

SELECT
    *
FROM
    ods_user_bucket_log
TABLESAMPLE(0.0001 PERCENT);
SQL

抽取特定大小的數(shù)據(jù)TABLESAMPLE(100M)

SELECT
    *
FROM
    ods_user_bucket_log
TABLESAMPLE(1M);
SQL

需要注意的是這里必須是整數(shù)M ,以為我嘗試零點(diǎn)幾的時(shí)候報(bào)錯(cuò)了

抽取特定的行數(shù) TABLESAMPLE(10 ROWS)

SELECT
    *
FROM
    ods_user_bucket_log
TABLESAMPLE(10 rows);
SQL

擴(kuò)展

隨機(jī)抽樣如何實(shí)現(xiàn)按比例抽樣

前面我們介紹了TABLESAMPLE 可以實(shí)現(xiàn)按比例抽樣,隨機(jī)抽樣可以借助limit 可以實(shí)現(xiàn)抽取特定記錄數(shù),其實(shí)我們?nèi)绻麑﹄S機(jī)抽樣進(jìn)行改進(jìn)也可以實(shí)現(xiàn)按照比例抽樣,因?yàn)閞and() 的函數(shù)值是隨機(jī)的,所以我們可以對其返回值做條件過濾從而實(shí)現(xiàn)按照比例的抽樣

select
    *
from(
    select
        * ,rand() as radix
    from
        ods_user_bucket_log
) tmp
where
    radix>=0.0
    and radix<=0.0001
;
SQL

分層抽樣(分組抽樣)

分層抽樣,這里可以分為兩種,一種是分層抽個(gè)數(shù)另外一種是分層抽比例

分層抽個(gè)數(shù)

select
    *
from (
    select
        id,ctime,
        row_number() over(partition by id order by rand() ) as rn
    from
        ods_user_log
) tmp
where rn<=3
;
SQL

分層按比例的抽樣,也可以按照上面的方式實(shí)現(xiàn)

總結(jié)

  1. TABLESAMPLE 抽樣函數(shù)本身是不走M(jìn)R 的所以執(zhí)行速度很快(注意抽取多少M(fèi)的時(shí)候,只能是整數(shù)M)
  2. 隨機(jī)抽樣函數(shù)需要走M(jìn)R的,所以執(zhí)行性能上沒有TABLESAMPLE那么快,而且表達(dá)能力有限,只能獲取特定的條數(shù)(limit n)
  3. 借助row_number實(shí)現(xiàn)分層抽樣





作者:柯廣的網(wǎng)絡(luò)日志

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