【译】Impala的分布式查询

作者: 033a1d1f0c58 | 来源:发表于2017-05-01 15:16 被阅读86次

    翻译自《Getting Started with Impala
    分布式查询
      
    分布式查询是impala的核心。曾几何时,你需要研究并行计算,才能开始进行深奥而晦涩的操作。现在,有运行在Hadoop上面的Impala,你只需要...一台笔记本电脑。理想情况下,一个IT部门也会有运行着Cloudera Distribution with Hadoop (CDH)Linux服务器集群。但在紧急情况下,有一个虚拟机的单独的笔记本电脑就能够进行开发和设计的工作。
      当一个Impala查询在一个Hadoop集群上运行时,Impala将工作分解成多个阶段,并且自动的将适当的请求发送给集群中对应的节点。这种自动分工就是为什么Impala能这么好适用于大数据应用案例的原因。当一个工作被4个,10个,100个或者更多的机器划分的时候,这些查询根据单机的容量而应变,形成一个单元来运行。分解工作和制定它在这么多的机器之间通信会产生一些开销。因此,有两个重点:1.为高效的查询处理组织好你的方案 2.帮助Impala估计特定的查询会涉及多少工作。
      每个分布式查询执行步骤如下(极大的简化了):
      1.Node #1,core #1:从你的本地磁盘的相关数据块中读取大数据文件的一部分。
      2.Node #1,core #2:读取相同文件的不同部分。每个请求像这样运行,使得一个节点有着该请求对应的数据块备份。多核意味着每个服务器有并行处理4,8,16甚至更多的数据块的潜力。
      3.Node #2 ,core #1:读取整个小的数据文件。该文件要足够小,以至于能适应单个HDFS块,这样一来你就能处理所有事情了。
      4.重复以上集群中所有数据节点和节点中的核的工作,增加每个节点的可用磁盘数量。保持运行,直到所有的相关HDFS数据块被处理完。
      5.假设:处理一个查询,只需要列X,Y和Z,并且产生一个结果集。那么,每个节点:忽略来自所有其它列的数据。(使用Parquet格式的表的话,这些被忽略的数据将不会被读取)这种操作就是所谓的投影(projection)
      6.每个节点:当你读取数据文件时,忽略所有不符合WHERE条款的行。这就是一个过滤(filtering)操作;在WHERE条款中的条件被称作为断言(predicates)
      7.每个节点:现在可以得到所保存的更加易于管理的数据量,在它上面进行求和,排序,分组,函数调用,或者其它操作。
      8.对表中的所有相关的数据文件运行这些步骤,直到所有需要的数据读取完毕,并且每个节点的每个核得出自己部分所对应的结果集。
      9.如果查询语句有LIMIT条款,那么结果集会更加被压缩。每个节点:假设你是一个寻找到“top N”结果的节点,并且只返回前N行的结果集。
      10.现在如果有一个JOIN或者UNION条框,每个节点传送必要的中间结果给其它节点来进行交叉检查,消除重复等等。对所有的JOIN和UNION条款重复以上步骤。
      11.当查询的所有阶段的中间结果都已经准备好了,就尽量把结果返回给任何首先初始化查询的节点。这个协调节点(coordinator node)进行必要的最终排序,分组和聚合。比如,只有当所有的中间结果可以相互比较的时候,才能最终裁定“top 10 visitors”
      
    所有的并行处理对结果的特性具有以下的影响:

    • 任何写操作可能产生多个输出文件,每个节点以单独的文件作为返回的运行结果。
    • 哪个数据在哪个节点上处理事先并不确定。因此,在连续查询的时候,会存在一定程度的性能变化。
    • 通过后续查询而形成的特定排序,返回至磁盘上的结果是不可靠的。工作可能被分解到不同的节点上,或者节点会根据完成自己那部分的工作的速度,以不同的顺序返回中间结果。
    • 跨群集分配工作之前,每个查询的规划阶段会尽可能的计算出未知数。Impala会尽可能的把表达式转化为常量,而不是在每个节点上重新计算它们。当你调用时间相关的函数时,比如说 NOW(), 在查询开始的时候,那时候的时间会被捕获,并且所有节点上使用相同的值,而不会重新计算每个节点开始工作的精确时间。
    • 传送最终结果给协调节点所花的时间和结果集的大小成正比。因此,Impala的查询一般会避免大表的select * 操作,并且一般会包含多个WHERE条款,一个LIMIT条款或者聚合函数,来把结果压缩成相对小的体积,并且减少网络开销。

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