一、分桶表的基本介绍

1、什么是分桶表？

        分桶表主要是用于分文件的，在建表的时候，指定按照那些字段执行分桶操作，并可以设置需要分多少个桶，当插入数据的时候，执行MR的分区的操作，将数据分散各个分区（hive分桶）中，默认分发方案是：hash 取模

        注意：对于分桶表，不能使用load data 的方式进行数据插入操作，因为load data 导入的数据不会有分桶结构

2、什么是分区表？

        分区表是数据库中一种特殊的表结构设计，它将数据按照预定义的规则分散存储在多个物理区域（称为 “分区”）中，但对用户来说逻辑上仍然是一个整体表。分区表在逻辑上是一张表，但数据在物理上被拆分为多个独立的存储单元（如文件、文件夹或索引）。用户无需关心数据具体存储在哪个分区，只需像操作普通表一样查询即可。分区的目的是提高查询性能、简化数据管理（如数据归档、删除），尤其适用于数据量极大的表。

3、分桶表和分区表的区别：

1）分桶对数据的处理比分区更加细粒度化；分区针对的是数据的存储路径；分桶针对的是数据文件；

2）分桶是按照列的哈希函数进行分割的，相对比较平均；而分区是按照列的值来进行分割的，容易造成数据倾斜；

3）分桶和分区两者互不干扰，可以把分区表进一步分桶

4）简单来说，分区就是把表分成一个一个文件夹，一个文件夹里面还可以在放文件夹，分桶是把表分成一个一个文件，文件里面就不能在放文件，所以分区可以分好几层，分桶不可以

4、如何构建一个分桶表？

create table test_buck(id int, name string)

clustered by(id) sorted by (id asc) into 6 buckets   -- 创建分桶表的SQL

row format delimited fields terminated by '\t';

5、如何向分桶表添加数据？

标准格式：

        1）创建一张与分桶表一样的临时表，唯一区别是这个表不是一个分桶表

        2）将数据加载到这个临时表中

        3）通过insert into + select 语句将数据导入到分桶表中

注意：sqoop不支持直接对分桶表导入数据

二、分桶表有什么作用

1、进行数据采样

        案例1: 数据质量校验工作(一般会先判断各个字段数据的结构信息是否完整)

        案例2:  在进行数据分析的时候, 一天需要编写N多条SQL, 但是每编写一条SQL后, 都需要对SQL做一个校验, 如果直接面对完整的数据集做校验, 会导致校验时间过长, 影响开发进度, 此时可以先采样出一部分数据

        案例3:  在计算一些比率值,或者 在计算相对指标的时候, 也会基于采样数据来计算相对指标

                比如: 计算当前月的销售额相对上个月 环比增长了百分之多少?

                        可以选择当前月和上个月抽取出百分之30的数据, 基于这个数据来计算

重点：如何进行数据采样

采样函数: tablesample(bucket x out of y on column)

放置位置: 紧紧放置表的后面  如果表有别名 必须放置别名的前面

例如：select * from 表 tablesample(bucket x out of y on column) 表的别名；

说明:

    x:  从第几个桶开始进行采样

    y:  抽样比例(总桶数/y=分多少个桶)

    column: 分桶的字段, 可以省略的

注意:

   x 不能大于 y

   y 必须是表的分桶数量的倍数或者因子

案例:

    1) 假设 A表有10个桶,  请分析, 下面的采样函数, 会将那些桶抽取出来

         tablesample(bucket 2 out of 5 on xxx)

       会抽取几个桶呢?    总桶 / y =  分桶数量    10/5=2

       抽取第几个编号的桶?  (x+y)

           2,7

    2)  假设 A表有20个桶,  请分析, 下面的采样函数, 会将那些桶抽取出来

     tablesample(bucket 4 out of 4 on xxx)

       会抽取几个桶呢?    总桶 / y =  分桶数量   20/4=5

       抽取第几个编号的桶?  (x+y)

           4,8,12,16,20

    tablesample(bucket 4 out of 40 on xxx)

        会抽取几个桶呢?    总桶 / y =  分桶数量   20/40=0.5
抽取第几个编号的桶?  (x+y)
抽4.5，只抽一个

2、提升查询的效率（单表|多表）

单表

不分桶就只能从头到尾一个一个慢慢查，而分桶之后先得到桶编号，在根据桶编号进入对应的桶查询数据即可

多表

分为小表和大表、中型表和大表、大表和大表

        Reduce 端 join：是在 MapReduce 框架下，针对表连接（如将两个或多个数据表依据关联键合并）这一特定操作的实现方式，是一种具体的业务处理策略 ，专注于解决数据关联问题。

reduce端join的流程:

        Map 阶段：读取不同表的数据，为每行数据添加标记以区分来源表，并将数据转换为 <Join Key, Value> 形式输出。例如，对于订单表和用户表，以关联键（如用户 ID）为 Join Key，为来自订单表的数据标记 tag = order，来自用户表的数据标记 tag = user。

        Shuffle 阶段：与 MapReduce 的 Shuffle 类似，根据 Join Key 的哈希值将数据分发到对应的 Reduce 节点，保证相同 Join Key 的数据汇聚到一处。

        Reduce 阶段：根据数据标记区分不同表的数据，然后执行表连接操作（如内连接、左连接等），生成最终的连接结果。

可能出现的问题:

1) 可能出现数据倾斜的问题

2) 导致reduce压力较大

小表和大表

采用 map join的方案

        在进行join的时候, 将小表的数据放置到每一个读取大表的mapTask的内存中, 让mapTask每读取一次大表的数据都和内存中小表的数据进行join操作, 将join上的结果输出到reduce端即可, 从而实现在map端完成join的操作

如何开启map Join

   set hive.auto.convert.join=true;  -- 是否开启map Join

   set hive.auto.convert.join.noconditionaltask.size=512000000; -- 设置小表最大的阈值(设置block cache 缓存大小)

中型表和大表

中型表: 与小表相比 大约是小表3~10倍左右

解决方案:

      1) 能提前过滤就提前过滤掉(一旦提前过滤后, 会导致中型表的数据量会下降, 有可能达到小表阈值)

      2) 如果join的字段值有大量的null, 可以尝试添加随机数(保证各个reduce接收数据量差不多的, 减少数据倾斜问题)

      3) 基于分桶表的: bucket map join

 bucket map join的生效条件:

      1） set hive.optimize.bucketmapjoin = true;  --开启bucket map join 支持

      2） 一个表的bucket数是另一个表bucket数的整数倍

      3） bucket列 == join列

      4） 必须是应用在map join的场景中

  注意：如果表不是bucket的，则只是做普通join。

就是把中型表分桶变成小表，在通过小表和大表的方法即可

大表和大表

大表: 与小表相比 大约是小表10倍以上

核心原理

        分桶：两个表按 相同的 Join Key（如 user_id）哈希分桶（例如都分为 100 个桶），确保相同 Join Key 的数据在对应桶中。

        排序：每个桶内的数据按 Join Key 排序，便于快速匹配。

        Map 端计算：Join 时，Map 任务直接读取两个表的对应桶，用 归并排序 算法逐行匹配，无需 Shuffle。

解决方案:

    1）. 能提前过滤就提前过滤掉(减少join之间的数量, 提升reduce执行效率)

    2）. 如果join的字段值有大量的null, 可以尝试添加随机数(保证各个reduce接收数据量差不多的, 减少数据倾斜问题)

    3）. SMB Map join (sort merge bucket map join)

实现SMB map join的条件要求:

      1） 一个表的bucket数等于另一个表bucket数(分桶数量是一致，一对一的关系)

      2） bucket列 == join列 == sort 列

      3） 必须是应用在bucket map join的场景中，也就是已经开启了bucket map join的相关参数

      4) 开启相关的参数:

       -- 开启SMB map join

       set hive.auto.convert.sortmerge.join=true;

       set hive.auto.convert.sortmerge.join.noconditionaltask=true;

       --写入数据强制排序

       set hive.enforce.sorting=true;

       set hive.optimize.bucketmapjoin.sortedmerge = true; -- 开启自动尝试SMB连接