Hive 编程之DDL、DML、UDF、Select总结

　　Hive的基本理论与安装可参看作者上一篇博文《Apache Hive 基本理论与安装指南》。

一、Hive命令行

　　所有的hive命令都可以通过hive命令行去执行，hive命令行中仍有许多选项。使用$hive -H查看：

　　-e 选项后面可以直接接一个hql语句，不用进入到hive命令行用户接口再输入hql语句。

　　-f 选项后面接一个hql语句的文件。

　　-i 选项在hql语句执行之前的初始化hql文件。例如添加、导入等操作都可以写在这个hql语句文件中。

　　在hive使用中，大多是写很多脚本，在hive命令行中输入是属于交互式的，这就必须有工作人员在工作，不适合做批量处理。可以使用-f或-i选项，一次性执行可以将所有的hql语句放在一个hql脚本文件中。例如：

$ mkdir -p /opt/shell/sql
$ vim /opt/shell/sql/test.sql

select * from table_name limit 5;
select * from table_name where professional="student";
select count(*) from table_name;
select count(*) from table_name group by professional;
select * from table_name where professional="student" order by age;

　　将脚本保存退出后，再批量执行：

$ hive -f /opt/shell/sql/test.sql

二、Hive DDL（Data Definition Language）

• Hive Data Definition Language
  • Overview
  • Keywords, Non-reserved Keywords and Reserved Keywords
  • Create/Drop/Alter/Use Database
  • Create/Drop/Truncate Table
  • Alter Table/Partition/Column
  • Create/Drop/Alter View
  • Create/Drop/Alter Index
  • Create/Drop Macro
  • Create/Drop/Reload Function
  • Create/Drop/Grant/Revoke Roles and Privileges
  • Show
  • Describe
  • Abort
• HCatalog and WebHCat DDL

　　详见官方文档。重点在于创建表和创建函数。

1. 建表语法

• 建表语句

　　从官方文档的Create Table中可以查看hive建表的命令，如下：

CREATE [TEMPORARY] [EXTERNAL] TABLE [IF NOT EXISTS] [db_name.]table_name    -- (Note: TEMPORARY available in Hive 0.14.0 and later)
  [(col_name data_type [COMMENT col_comment], ... [constraint_specification])]
  [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]
  [SKEWED BY (col_name, col_name, ...)                  -- (Note: Available in Hive 0.10.0 and later)]
     ON ((col_value, col_value, ...), (col_value, col_value, ...), ...)
     [STORED AS DIRECTORIES]
  [
   [ROW FORMAT row_format] 
   [STORED AS file_format]
     | STORED BY 'storage.handler.class.name' [WITH SERDEPROPERTIES (...)]  -- (Note: Available in Hive 0.6.0 and later)
  ]
  [LOCATION hdfs_path]
  [TBLPROPERTIES (property_name=property_value, ...)]   -- (Note: Available in Hive 0.6.0 and later)
  [AS select_statement];   -- (Note: Available in Hive 0.5.0 and later; not supported for external tables)
 
CREATE [TEMPORARY] [EXTERNAL] TABLE [IF NOT EXISTS] [db_name.]table_name
  LIKE existing_table_or_view_name
  [LOCATION hdfs_path];

• 数据类型

data_type
  : primitive_type
  | array_type
  | map_type
  | struct_type
  | union_type  -- (Note: Available in Hive 0.7.0 and later)

　　data_type，有两种类型：一种是复杂类型，例如array_type（ARRAY < data_type >）、map_type（MAP < primitive_type, data_type >）、struct_type（STRUCT < col_name : data_type [COMMENT col_comment], ...>）、union_type（UNIONTYPE < data_type, data_type, ... >）；简单类型有SMALLINT（占2个字节的整数）、INT（占4个字节的整数）、BIGINT（占8个字节的整数）、BOOLEAN、FLOAT、DOUBLE、STRING、BINARY、TIMESTAMP、DECIMAL、DATE、VARCHAR（0.12之后）、CHAR（字符，0.13之后）。

primitive_type
  : TINYINT
  | SMALLINT
  | INT
  | BIGINT
  | BOOLEAN
  | FLOAT
  | DOUBLE
  | DOUBLE PRECISION -- (Note: Available in Hive 2.2.0 and later)
  | STRING
  | BINARY      -- (Note: Available in Hive 0.8.0 and later)
  | TIMESTAMP   -- (Note: Available in Hive 0.8.0 and later)
  | DECIMAL     -- (Note: Available in Hive 0.11.0 and later)
  | DECIMAL(precision, scale)  -- (Note: Available in Hive 0.13.0 and later)
  | DATE        -- (Note: Available in Hive 0.12.0 and later)
  | VARCHAR     -- (Note: Available in Hive 0.12.0 and later)
  | CHAR        -- (Note: Available in Hive 0.13.0 and later)

• row_format

row_format
  : DELIMITED [FIELDS TERMINATED BY char [ESCAPED BY char]] [COLLECTION ITEMS TERMINATED BY char]
        [MAP KEYS TERMINATED BY char] [LINES TERMINATED BY char]
        [NULL DEFINED AS char]   -- (Note: Available in Hive 0.13 and later)
  | SERDE serde_name [WITH SERDEPROPERTIES (property_name=property_value, property_name=property_value, ...)]

　　row_format：需要指出每一行是由什么隔开，并且要指出每一行中的每一个字段是用什么隔开的。

　　对于字段的隔开，复杂数据类型和简单数据类型不一样。例如数组类型是复杂类型，其隔开符[COLLECTION ITEMS TERMINATED BY char]，Map类型的要使用[MAP KEYS TERMINATED BY char]。[LINES TERMINATED BY char]可以设置行隔开符，如果不写，默认为回车换行。

• file_format

file_format:
  : SEQUENCEFILE
  | TEXTFILE    -- (Default, depending on hive.default.fileformat configuration)
  | RCFILE      -- (Note: Available in Hive 0.6.0 and later)
  | ORC         -- (Note: Available in Hive 0.11.0 and later)
  | PARQUET     -- (Note: Available in Hive 0.13.0 and later)
  | AVRO        -- (Note: Available in Hive 0.14.0 and later)
  | INPUTFORMAT input_format_classname OUTPUTFORMAT output_format_classname

　　SEQUENCEFILE表示序列压缩格式，以及RCFILE、ORC、PARQUET、AVRO都是压缩格式。TEXTFILE是默认的格式，文本格式。

2. 创建表案例一　　

• 查看数据

　　为举例说明，这里先生成数据文件：

vim /root/person.txt

1,zhangsan,31,books-sports-math,city:shanghai-street:lujiazui-zipcode:313100
2,lisi,35,books-music,city:hangzhou-street:xihu-zipcode:222100
3,wangwu,25,computer-games,city:guangzhou-street:baiyun-zipcode:212300

• 创建表

　　根据数据创建一个人类表，包含人的编号、姓名、年龄、爱好、地址五个字段。

vim /opt/shell/sql/t_person.sql

create table t_person
(
    id int,
    name string,
    age int,
    likes array<string>,
    address map<string,string>
) row format delimited 
fields terminated by ',' 
collection items terminated by '-'
map keys terminated by ':' 
lines terminated by '
' 
stored as textfile;

　　根据表结构，字段之间按,隔开；likes的类型是array，所以可以有多个爱好，元素之间按-隔开，以,作为数组的结束；地址是map类型，也是collection类型， key和value按:隔开，每对key和value之间用-隔开（和collection一致）；回车代表换行符。

　　执行创建表脚本：

$ hive -f /opt/shell/sql/t_person.sql

• 将数据从本地导入到hive

hive> load data local inpath '/root/person.txt' into table t_person;

• 查看数据

 

3. 创建表案例二（分区表）

　　当我们要在关系型数据库中查找某一数据时，一般需要匹配数据库中的所有数据，所以可以通过分区来提高查询效率。把常用的查询条件作为一种分区，例如要查某一天的数据，事实上就是可以只匹配当天的数据，其他数据不匹配。下面以建一个日志管理表为例：

• 数据文件

　　文件经常按照天、小时等进行分割。故在此创建多个文件如下：

vim /root/log_2016-03-11.txt

111,1,200,2016-03-11
135,4,100,2016-03-11
211,3,300,2016-03-11
141,1,200,2016-03-11
131,2,400,2016-03-11

vim /root/log_2016-03-12.txt

121,2,300,2016-03-12
125,3,400,2016-03-12
211,1,400,2016-03-12
161,3,100,2016-03-12
171,5,200,2016-03-12

• 创建表结构

create table t_log (id string,type int,pid string,logtime string)
partitioned by (day string)
row format delimited 
fields terminated by ','
stored as textfile;

　　这里指定了按照天做分区。

• 装载数据

hive> load data local inpath '/root/log_2016-03-11.txt' into table t_log partition (day='2016-03-11');
hive> load data local inpath '/root/log_2016-03-12.txt' into table t_log partition (day='2016-03-12');

• 查看数据

hive> select * from t_log;

　　从上图可以看出，数据增加了一个字段，左边是logtime，右边是分区day。所以，添加一个分区可以理解为添加一个字段；但是又不同于添加一个字段，因为查询按照分区做限定（查询分区day='2016-03-11'）时其他分区的数据不读取，而如果是字段的话，需要每一条数据进行匹配过滤。也可以从浏览器看出创建分区表的目录结构如下：

　　创建分区，就会为每一个分区建一个目录，所以在查询时，只在限定的分区目录里查询。

　　查看某一天的数据量

hive> select count(*) from t_log where day='2016-03-11';

　　查看某一个月的数据量

hive>select count(*) from t_log where day between 'xxx' and 'xxx';

　　当然，这里需要先转换格式，略。

三、Hive DML（Data Manipulation Language）

• Hive Data Manipulation Language
  • Loading files into tables
    • Syntax
    • Synopsis
    • Notes
  • Inserting data into Hive Tables from queries
    • Syntax
    • Synopsis
    • Notes
    • Dynamic Partition Inserts
      • Example
      • Additional Documentation
  • Writing data into the filesystem from queries
    • Syntax
    • Synopsis
    • Notes
  • Inserting values into tables from SQL
    • Syntax
    • Synopsis
    • Examples
  • Update
    • Syntax
    • Synopsis
    • Notes
  • Delete
    • Syntax
    • Synopsis
    • Notes
  • Merge
    • Syntax
    • Synopsis
    • Performance Note
    • Notes
    • Examples

　　详见官方文档。DML是对数据进行增删改的脚本。但是数据在hdfs中，实际上不提供修改，只提供追加（insert），支持删除。

1. Loading files into tables

• 语法

　　load file将数据导入到表中。其语法为：

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

　　local：如果导入的数据在Linux主机本地，就要添加[local]，如果数据已经在hdfs上就不能加local；overwrite：覆盖；partition：如果表有分区就要加partition。

• 实例
  • 将hdfs中的数据装载到hive　　

　　首先，上传Linux文件到hdfs

$ hdfs dfs -put /root/log_2016-03-1* /usr/input

　　其次，在hive中执行导入

hive>load data inpath '/usr/input/log_2016-03-12.txt' into table t_log partition (day='2016-03-12');

hive>load data inpath '/usr/input/log_2016-03-12.txt' overwrite into table t_log partition (day='2016-03-12');

　　注意：导入的分区要存在，导入到hive表后原来hdfs路径下的文件就不复存在了，即存在hdfs的目录变了，实际就是元数据变了，block的位置没有变。如果使用overwrite，则原来该表中指定分区的数据将全部清空，然后上传该文件。如果load相同文件名名到表中时，会默认生成副本filename_copy_1。文件中的数据格式要和表的结构相吻合。

• • 将Linux本地的数据装载到hive

hive>load data local inpath '/root/log_2016-03-11.txt' into table t_log partition (day='2016-03-11');

2. Inserting data into hive tables from queries

• 语法

hive> INSERT OVERWRITE TABLE tablename1 [PARTITION (partcol1=val1, partcol2=val2 ...) [IF NOT EXISTS]] select_statement1 FROM from_statement;
hive> INSERT INTO TABLE tablename1 [PARTITION (partcol1=val1, partcol2=val2 ...)] select_statement1 FROM from_statement;

　　其中的select_statement1 FROM from_statement;是一个sql语句。这是用于查询hive中已经存在的数据，将查询结果给到一张新表中。

hive> INSERT INTO TABLE tablename [PARTITION (partcol1[=val1], partcol2[=val2] ...)] VALUES values_row [, values_row ...] 

　　这个语句是和关系型数据库的insert语句用法是一样的。区别有三：一是，有partition；二是，可以一次插入多条数据；三是，这种语句是转成MapReduce去执行的。

　　因为hive是一个工具，其作用是查询和统计hdfs上的数据的，对于查询结果一般就在控制台上显示，所以这个insert语句作用就是将查询的结果保存下来，用于后期的展示。

• 实例

hive> insert into table t_log partition (day='2016-03-13’) values ('888',2,'100','2016-03-13’); 

　　这个会启动MapReduce，因为数据在文件中不存在，要插到文件中相当于上传，会生成一个新的文件。这个不常用。所以实际上inset into语句的实际意义在于将查询结果放到新的表中。

3. Delete

　　删除数据一般可以不在hive中删除，直接在hdfs上删除文件。因为删数据实际上就是删除文件。例如要删除之前插入到hive的t_log表day=2016-03-11分区下的log_2016-03-11.txt，可以执行如下命令：

#hdfs dfs -rm /user/hive/warehouse/t_log/day=2016-03-11/t_log-2016-03-11.txt

四、Hive UDF（Operators and User-Defined functions）

• Hive Operators and User-Defined Functions (UDFs)
  • Built-in Operators
    • Operators Precedences
    • Relational Operators
    • Arithmetic Operators
    • Logical Operators
    • String Operators
    • Complex Type Constructors
    • Operators on Complex Types
  • Built-in Functions
    • Mathematical Functions
      • Mathematical Functions and Operators for Decimal Datatypes
    • Collection Functions
    • Type Conversion Functions
    • Date Functions
    • Conditional Functions
    • String Functions
    • Data Masking Functions
    • Misc. Functions
      • xpath
      • get_json_object
  • Built-in Aggregate Functions (UDAF)
  • Built-in Table-Generating Functions (UDTF)
    • Usage Examples
      • explode (array)
      • explode (map)
      • posexplode (array)
      • inline (array of structs)
      • stack (values)
    • explode
    • posexplode
    • json_tuple
    • parse_url_tuple
  • GROUPing and SORTing on f(column)
  • UDF internals
  • Creating Custom UDFs

　　详见官方文档。

1. 内置运算符

• 关系运算符

　　见文档

• 算术运算符

　　见文档

• 逻辑运算符

　　见文档

• 复杂类型构造函数（Complex Type Constructors）
  • 复杂类型函数或对象的构建

　　【1】map（构造map对象）

　　Creates a map with the given key/value pairs. (key1,value1,key2,value2,…)

　　【2】struct（创建架构数组）

　　Creates a struct with the given field values. (val1,val2,val3,…)。Struct的属性名和列名相对应。struct可以认为是面向对象的对象类型，是一个构造体，里面可以定义属性的值，field的名称是预先定义的，就像Java类的属性预先定义好了。

　　【3】named_struct

　　Creates a struct with the given field names and values. (name1,val1,name2,val2, …)。根据给定的Struct的属性名来创建构建数组

　　【4】array（创建数组对象）

　　Creates an array with the given elements. (val1,val2,val3,…)。把各（若干）个字段的值变成一个array。

　　【5】create_union

　　Creates a union type with value that is being pointes to by the tag parameter.

• • 复杂类型函数的运算符

　　【1】A[n]

　　A是array类型，n是int类型。A[n]表示数组A的第n+1个元素。

　　【2】M[key]

　　M是map类型，key是map集合中键的类型。M[key]是取map集合中键为key的值。注意使用是key需要使用单引号。

　　【3】S.x

　　S是struct类型，x表示struct中的某个属性。S.x，将会返回S这个struct中定义的x属性型中存储的值。

2. 内置函数

• 数学函数

• 集合操作函数

• 类型转换函数

• 日期函数

• 条件/逻辑函数

 　　略。

• 字符串函数

3. UDAF

　　UDAF和UDF的区别在于传给函数的参数不一样。UDF表示传给函数的参数只有一个值或一行值；UDAF是给函数传多个值或者多行值的函数，例如count(*)，sum(col)等都是多行的值。

　　UDAF(User- Defined Aggregation Funcation) 聚集函数，多进一出，例如count/max/min等。

4. UDTF

　　详见文档。

5. UDF

　　HivePlugins，Creating Custom UDFs。自定义函数需要以下几个步骤：首先要自定义一个类，继承UDF；其次，打成jar包；第三，将jar包加载到hive的classpath；第四，创建自定义函数；第五，使用函数。

　　例如，要创建一个将字符串转成日期的函数。

• 自定义类

package com.huidoo.hive;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

import org.apache.hadoop.hive.ql.exec.UDF;
import org.apache.hadoop.hive.serde2.io.TimestampWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;

public class StringToDate extends UDF {
    /**
     * 定义evaluate方法。返回值类型定义为TimestampWritable
     * @param str
     * @param datefmt
     * @return
     * @throws Exception 
     */
    public TimestampWritable evaluate(final Text str,final Text datefmt) throws Exception{
        SimpleDateFormat sdf= new SimpleDateFormat(datefmt.toString()); //datefmt是传入的格式化字符串，需要创建SimpleDateFormat对象，Text类型要转成Java中的String类型。
        Date date= sdf.parse(str.toString()); //将字符串str，按照格式sdf转成java.util的Date类型
        TimestampWritable time=new TimestampWritable();//创建Hadoop的时间戳对象
        time.setTime(date.getTime());//将date转成Timestamp类型，然后使用Hadoop时间戳对象设置成相应的时间。
        return time;
    }
}

• 打成jar包并上传到服务器

　　略。std.jar

• 将jar包加载到hive的classpath

hive> add jar /path/to/std.jar;

•  创建函数

　　语法：create 函数名(不能与内置的一样) as ‘自定义类的全限定名’;

hive> create function std as 'com.huidoo.hive.StringToDate';

　　这就创建了一个函数，名为std。

• 使用函数

hive> select std('2016-02-06 01:19:30','yyyy-MM-dd HH:mm:ss') from t_log limit 3;

五、Hive Select

1. 简单查询和使用/切换数据库

hive> select * from table_name;

　　查看当前数据库：

hive> SELECT current_database();

　　"db_name.table_name" allows a query to access tables in different databases.可以查询不同数据库中的表。

　　使用某数据库：

hive> USE database_name;

2. where从句

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

3. ALL and DISTINCT从句

　　使用distinct关键字去重查询，如下列出两个查询的区别：

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

4. Join从句

　　join用于表连接。两个表即两个文件能连接起来就一定有相同点，这就是说其中一个文件中某域的值和另一个文件的某域的值相同，就可以连接。

hive> select col1,col2,col3 from t1 join t2 on+条件;

5. 基于Partition的查询

　　这种查询语法就只要把partition当成一个字段即可。如果查询时要引入外键关联表也可以使用JION…ON语句。

• 非关联查询

　　语法：

hive> select table_name.* from table_name where table_name.partition_name +条件;

　　案例：

SELECT page_views.*
FROM page_views
WHERE page_views.date >= '2016-03-01' AND page_views.date <= '2016-03-31'；

• 关联查询

　　语法：

hive> select table_name1.* from table_name1 join table_name2 on (table_name1.外键 = table_name2.主键 And table_name1.partiton_name +条件);

　　案例：

SELECT page_views.*
FROM page_views JOIN dim_users 
ON (page_views.user_id = dim_users.id AND page_views.date >= '2016-03-01' AND page_views.date <= '2016-03-31');

6. Group by从句

hive> select col[list] from table_name group by col;

7. Order/Sort by从句

　　sort by和order by的用法基本一致，都是做排序的，一般用order by。例如：

hive> select * from t_log order by id;

8. Having从句

　　having从句必须依附于group by从句，在group从句后面接having从句，相当于增加一个条件。having后面可以接聚合函数，例如sum、avg等。

• 单纯的group by语句

hive> select day from t_log group by day;

　　其查询结果为：

　　2016-03-11

　　2016-03-12

• 添加having从句

hive>select day from t_log group by day having avg(id)>150;

　　其查询结果为：

　　2016-03-12

• hiving同效于子查询

hive> select day from (select day, avg(id) as avgid from t_log group by day) table2 where table2.avgid>150;

　　这里将t_log表通过select day, avg(id) as avgid from t_log group by day查询得到的结果作为表再查询的。和上述的hiving从句得到的结果一样。

9. Limit从句

　　限定查询返回的行数。

hive> select * from t_log limit 5;